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UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERIA QUÌMICA

CARRERA DE INGENIERÌA QUÌMICA

DETERMINACIÓN DE PÉRDIDAS DE ACEITE DEL PROCESO DE PRENSADO EN

LA EXTRACCIÓN DE ACEITE EN ALCOPALMA.S.A.

TRABAJO DE GRADO PARA LA OBTENCIÓN DEL TÌTULO DE INGENIERA

QUÍMICA

AUTOR: NANCY MARIA BALBOA ACERO

QUITO

2015

UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR

FACULTAD DE INGENIERÌA QUÌMICA

CARRERA DE INGENIERÌA QUÌMICA

DETERMINACIÒN DE PÉRDIDAS DE ACEITE DEL PROCESO DE PRENSADO EN

LA EXTRACCIÓN DE ACEITE EN ALCOPALMA.S.A.

TRABAJO DE GRADO PARA LA OBTENCION DEL TÍTULO DE INGENIERA

QUÍMICA

AUTOR: NANCY MARIA BALBOA ACERO

TUTOR: ING. DIEGO EDUARDO MONTESDEOCA ESPIN

QUITO

2015

v

AGRADECIMIENTOS

Agradezco a ALCOPALMA.S.A, por la oportunidad de realizar mi trabajo de grado en sus

instalaciones y la entrega de información para llevar acabo mi trabajo.

Al Sr Richard Bastidas y al Sr Fredy por su ayuda, paciencia y la explicación que me brindaron

en el desarrollo del mi trabajo de graduación.

A mis padres, Juan José Balboa y Rosa Acero, por su apoyo durante toda mi vida, por la

paciencia y comprensión tras varios tropiezos que tuve en mi carrera universitaria.

Todas las personas que de una u otra forma aportaron en mi vida, para poder llegar al final de

esta etapa y estar motivado a seguir adelante.

vi

CONTENÌDO

pàg.

CONTENIDO .............................................................................................................................. vi

LISTA DE TABLAS…………………………………………………………………………… x

LISTA DE FIGURAS……………………………………………………………..................... xii

LISTA DE GRÁFICOS………………………………………………………….………….... xiii

LISTA DE ANEXOS…………………………………………………………………………..xiv

RESUMEN…………………………………………………………………………………..… xv

ABSTRACT………………………………………………………………………………..…. xvi

INTRODUCCIÒN ........................................................................................................................ 1

1. MARCO TEÒRICO ................................................................................................................. 4

1.1. Palma africana ....................................................................................................................... 4

1.2. Tipos de palma africana. ........................................................................................................ 4

1.3. Introducción de la palma africana al Ecuador. ..................................................................... 5

1.4. Palma africana en el Ecuador. ............................................................................................... 6

1.4.1. Producción del aceite de palma en el Ecuador. ................................................................. 6

1.4.2. Producción, Consumo y Excedente de Aceite de Palma. .................................................... 7

1.4.3. Evolución de las Exportaciones de Aceite de Palma. ......................................................... 8

1.4.4. Exportaciones de Aceite de Palma por producto. ............................................................... 8

1.4.5. Extractoras de aceite de palma en el Ecuador ................................................................... 9

1.4.6. Destino de las exportaciones de aceite de palma ecuatoriano. ........................................ 10

1.5. Contenido de aceite de oleaginosas. ................................................................................... 10

1.5.1. Usos de los aceites vegetales. ........................................................................................... 11

2. PROCESO DE EXTRACCIÓN DE ACEITE. ...................................................................... 12

2.1. Proceso de extracción de aceites vegetales. ......................................................................... 13

2.1.1. Limpieza. ........................................................................................................................... 13

2.1.2. Extracción. ........................................................................................................................ 13

2.1.3. Refinado. ........................................................................................................................... 14

2.1.4. Decoloración..................................................................................................................... 14

iii

2.1.5. Desgomado. ...................................................................................................................... 14

2.1.6. Desodorización. ................................................................................................................ 14

2.2. Extracción de aceite crudo. .................................................................................................. 15

3. PRENSADO ......................................................................................................................... 17

3.1. Generalidades ...................................................................................................................... 17

3.1.1. Clases de prensado. .......................................................................................................... 17

3.1.1.1. Prensado en frio. ............................................................................................................ 17

3.1.1.2. Prensado en caliente. ..................................................................................................... 17

3.2. Tipos de prensa. ................................................................................................................... 18

3.2.1. Prensa de rodillo............................................................................................................... 18

3.2.1. Prensa de tornillos sinfín continúas. ................................................................................. 18

3.2.2. Prensa hidráulica.............................................................................................................. 18

4. MARCO EXPERIMENTAL ................................................................................................. 19

4.1. Localización y datos generales de la empresa. .................................................................... 19

4.2. Descripción del proceso de extracción de aceite rojo de palma

africana en Alcopalma. ................................................................................................................ 20

4.2.1. Pesado de la fruta. ............................................................................................................ 20

4.2.2. Almacenamiento de la materia prima y control de calidad. ............................................. 20

4.2.3. Esterilización de la fruta. .................................................................................................. 21

4.2.4. Proceso de desfrutaciòn .................................................................................................... 21

4.2.5. Digestión. .......................................................................................................................... 22

4.2.6. Prensado. .......................................................................................................................... 22

4.2.7. Clarificación. .................................................................................................................... 23

4.3. Alcance ................................................................................................................................ 23

4.3.1. Descripción del proceso de digestión y prensado. ........................................................... 24

4.3.1.1. Características físicas del licor de prensa. .................................................................... 24

4.4. Diseño experimental ............................................................................................................ 27

4.4.1. Variables ........................................................................................................................... 27

4.4.2. Parámetros Fijos: ............................................................................................................. 32

4.4.3. Parámetros Variables: ...................................................................................................... 33

4.5. Materiales y equipos. ........................................................................................................... 36

4.6. Sustancias y reactivos .......................................................................................................... 36

4.7. Parámetros de evaluación .................................................................................................... 37

4.7.1. Análisis de la masa que pasa al digestor (MPD). ............................................................. 37

4.7.1.1. Generalidades.: .............................................................................................................. 37

iv

4.7.1.2. Procedimiento. ............................................................................................................... 38

4.7.2. Determinación de la densidad de los frutos que ingresan al digestor. ............................. 38

4.7.3. Análisis de ruptura y nuez entera. .................................................................................... 39

4.7.3.1. Generalidades. ............................................................................................................... 39

4.7.3.2. Procedimiento. ............................................................................................................... 39

4.7.4. Determinación de aceite en las fibras............................................................................... 40

4.7.5. Determinación de la humedad. ......................................................................................... 41

4.7.6. Determinación de los flujos de torta en las prensas. ........................................................ 42

4.7.6.1. Generalidades: ............................................................................................................... 42

4.7.6.2. Procedimiento. ............................................................................................................... 42

5. DATOS EXPERIMENTALES .............................................................................................. 43

5.1. Datos de flujo de fibra y de nuez de las prensas 2, 3 y 4. .................................................... 43

5.2. Densidad del fruto que ingresa al digestor. ......................................................................... 44

5.3. Composición de la muestra que ingresa al digestor............................................................. 44

5.4. Composición del licor de prensa. ........................................................................................ 44

6. CÀLCULOS .......................................................................................................................... 57

6.1. Calculo de la humedad en la torta. ...................................................................................... 57

6.2. Nueces rotas en las fibras. ................................................................................................... 57

6.3. Porcentaje de aceite en las fibras. ........................................................................................ 58

7. RESULTADOS ...................................................................................................................... 59

7.1. Resultados para el porcentaje de humedad, Aceite en las fibras y nueces rotas de las

prensas. ........................................................................................................................................ 59

7.2. Análisis de las variables para encontrar las condiciones adecuadas de operación en el

proceso de prensado. ................................................................................................................... 61

7.2.1. Efectos principales de variables sobre la variable respuesta ........................................... 61

7.2.1.1. Efectos principales de los factores en el % de Aceite en las fibras para la

prensa 2. ...................................................................................................................................... 62

7.2.1.2. Efectos principales de los factores en el % Humedad para las prensa 2...................... 62

7.2.1.3. Efectos principales de los factores en el % Nueces rotas para la prensa 2. ................. 63

7.2.1.4. Efectos principales de los factores en el % aceite en las fibras para la prensa 3. ...... 63

7.2.1.5. Efectos principales de los factores en el % Humedad en la prensa 3. ........................ 64

7.2.1.6. Efectos principales de los factores en el % Nueces rotas para la prensa 3. ................ 64

v

7.2.1.7. Efectos principales de los factores en el % Aceite en las fibras para la

prensa 4. ...................................................................................................................................... 65

7.2.1.8. Efectos principales de los factores en el % Humedad para la prensa 4. ..................... 65

7.2.1.9. Efectos principales de los factores en el % Nueces rotas para la prensa 4. ................. 66

7.2.2. Superficie de respuesta para las prensas 2, 3 y 4. ............................................................. 66

7.2.2.1. Porcentaje de aceite en la fibra para la prensa 2 con un amperaje de 65 A. ................ 66

7.2.2.2. Porcentaje de humedad para la prensa 2 con un amperaje de 65 A. ............................ 68

7.2.2.3. Porcentaje de nueces rotas para la prensa 2 con un amperaje de 65 A. ....................... 69

7.2.2.4. Porcentaje de aceite en las fibras para la prensa 3 con un amperaje de 70 A. ............ 70

7.2.2.5. Porcentaje de humedad para la prensa 3 con un amperaje de 70 A. ............................. 72

7.2.2.6. Porcentaje de nueces rotas para la prensa 3 con un amperaje de 70 A. ....................... 73

7.2.2.7. Porcentaje de aceite en las fibras para la prensa 4 con un amperaje de 70A. .............. 74

7.2.2.8. Porcentaje de humedad para la prensa 4 con un amperaje de 70 A. ............................ 76

7.2.2.9. Porcentaje de nueces rotas para la prensa 4 con un amperaje de 70 A. ...................... 77

7.3. Relación que existe entre el porcentaje de aceite en las fibras y humedad para las

tres prensas. ................................................................................................................................. 78

7.4. Relación que existe entre el % nueces rotas y el Amperaje para las prensas. .................. 79

7.5. Relación que existe entre el % Aceite en las fibras y el Amperaje. ................................... 79

7.6. Relación que existe entre el % humedad y el Amperaje. ................................................... 80

7.7. Valores para trabajar en las mejores condiciones en el proceso de prensado. ..................... 80

8. DISCUSIÓN .......................................................................................................................... 81

8.1. Prensa 2 ............................................................................................................................... 81

8.2. Prensa 3 y 4 ......................................................................................................................... 82

9. CONCLUSIONES ................................................................................................................. 82

10. RECOMENDACIONES ........................................................................................................ 84

CITAS BIBIOGRÀFICAS.......................................................................................................... 86

BIBLIOGRAFIA ........................................................................................................................ 86

ANEXOS .................................................................................................................................... 89

vi

LISTA DE TABLAS

pág.

Tabla 1. Extractoras de aceite de palma en el Ecuador. ................................................................ 9

Tabla 2. Contenido de aceite de oleaginosas. .............................................................................. 11

Tabla 3. Variables de la experimentación. .................................................................................. 28

Tabla 4. Parámetro fijo durante la experimentación. .................................................................. 32

Tabla 5. Valores considerados para la experimentación de los parámetros variables. ................ 33

Tabla 6. Codificación de las mezclas durante la experimentación para la prensa 2. ................... 33



Tabla 9. Datos de flujo de fibra y de nuez de la prensa 2. .......................................................... 43

Tabla 10. Datos de flujo de fibra y de nuez de la prensa 3. ........................................................ 43

Tabla 11. Datos de flujo de fibra y de nuez de la prensa 4. ........................................................ 43

Tabla 12. Densidad del fruto que ingresa al digestor. ................................................................. 44

Tabla 13. Composición del fruto. ................................................................................................ 44

Tabla 14. Composición del licor de prensa. ................................................................................ 44

Tabla 15. Datos de extracción de aceite por solvente de la prensa 2 .......................................... 45

Tabla 16. Datos de extracción de aceite por solvente de la prensa 3. ......................................... 48

Tabla 17. Datos de extracción de aceite por solvente de la prensa 4 .......................................... 51

Tabla 18. Datos del ciclón ........................................................................................................... 54

Tabla 19. Resultados de porcentaje de humedad, Aceite en las fibras y nueces rotas

de la prensa 2 ............................................................................................................................... 59

Tabla 20. Resultados del porcentaje de humedad, Aceite en las fibras y nueces rotas

de la prensa 3 ............................................................................................................................... 60

Tabla 21. Resultados del porcentaje de humedad, Aceite en las fibras y nueces rotas

de la prensa 4 ............................................................................................................................... 61

Tabla 22. Valor observado para la minimización del %Aceite en las fibras

en la prensa 2. ............................................................................................................................. 67

Tabla 23. Valor observado para la minimización del %Humedad para la prensa 2. .................. 69

Tabla 24. Valor observado para la minimización del % Nueces rotas para la prensa 2. ............. 70

Tabla 25. Valor observado para la minimización del % Aceite en las fibras en la prensa 3. ..... 71

vii

Tabla 26. Valor observado para la minimización del % Humedad para la prensa 3. .................. 73

Tabla 27. Valor observado para la minimización del % Nueces rotas para la prensa 3. ............. 74

Tabla 28. Valor observado para la minimización del % Aceite en las fibras en la prensa 4. ...... 75

Tabla 29. Valor observado para la minimización del % Humedad para la prensa 4. .................. 77

Tabla 30. Valor observado para la minimización del % Nueces rotas para la prensa 4 .............. 78

Tabla 31.Valores para trabajar en las mejores condiciones en el proceso de prensado. ............. 80

viii

LISTA DE FIGURAS

pág.

Figura 1. Tipos de palma africana. ............................................................................................... 5

Figura 2. Producción de Aceite de Palma en el Ecuador 2000 - 2015. ........................................ 7

Figura 3. Producción, Consumo y Excedente de Aceite de Palma años 2000-2015 en TM. ....... 7

Figura 4. Evaluación de las Exportaciones de Aceite de Palma 2000-2015 en TM..................... 8

Figura 5.Exportaciones de aceite de palma. ............................................................................... 10

Figura 6. Proceso de extracción de aceite vegetales. ................................................................ 15

Figura 7. Contenido de aceite de diferentes oleaginosas. ........................................................... 16

Figura 8. Canasta y tornillos de la prensa. ................................................................................. 18

Figura 9. Área de pesaje del fruto de palma africana. ................................................................ 20

Figura 10. Almacenamiento de la materia prima y control de calidad. ...................................... 20

Figura 11. Digestores para el fruto de palma africana. .............................................................. 22

Figura 12. Prensa para la extracción de aceite rojo de palma africana. ...................................... 23

Figura 13. Diagrama de flujo del proceso de extracción de aceite rojo de palma africana. ........ 25

Figura 14. Proceso de digestión y prensado en la extracción de aceite rojo de la extractora

Alcopalma.s.a. ............................................................................................................................. 26

Figura 15. Diseño experimental para la determinar las pérdidas de aceite en el proceso de

prensado en la prensa 2. .............................................................................................................. 29





Figura 18. Diseño factorial 33 .................................................................................................... 32

ix

LISTA DE GRÁFICOS

pág.

Gráfico 1. Efectos principales de los factores en el % Aceite en las fibras para la prensa 2. .... 62

Gráfico 2. Efectos principales de los factores en el % Humedad en la prensa 2. ....................... 62

Gráfico 3. Efectos principales del % Nueces rotas para la prensa 2. ......................................... 63

Gráfico 4. Efectos principales de los factores en el % aceite en las fibras en la prensa 3. ....... 63

Gráfico 5. Efectos principales de los factores en el % Humedad en la prensa 3. ..................... 64

Gráfico 6. Efectos principales de los factores en el % Nueces rotas para la prensa 3. ............. 64

Gráfico 7. Efectos principales de los factores en el % Aceite en las fibras en la prensa 4. ...... 65

Gráfico 8. Efectos principales de los factores en el %Humedad para la prensa 4. .................. 65

Gráfico 9. Efectos principales de los factores en el % Nueces rotas para la prensa 4. .............. 66

Gráfico 10. Porcentaje de aceite en las fibras para la prensa 2 con un amperaje de 65 A. ......... 66

Gráfico 11. Porcentaje de humedad para la prensa 2 con un amperaje de 65 A. ........................ 68

Gráfico 12. Porcentaje de nueces rotas para la prensa 2 con un amperaje de 65 A. .................. 69

Gráfico 13.Porcentaje de aceite en las fibras para la prensa 3 con un amperaje de 70 A. ......... 70

Gráfico 14. Porcentaje de humedad para la prensa 3 con un amperaje de 70A. ....................... 72

Gráfico 15. Porcentaje de nueces rotas para la prensa 3 con un amperaje de 70 A. ................. 73

Gráfico 16. Porcentaje de aceite en las fibras para la prensa 4 con un amperaje de 70 A. ........ 74

Gráfico 17. Porcentaje de humedad para la prensa 4 con un amperaje de 70 A. ...................... 76

Gráfico 18. Porcentaje de nueces rotas para la prensa 4 con un amperaje de 70 A. ................. 77

Gráfico 19. % Aceite en las fibras en función del % humedad para las prensas. ........................ 78

Grafico 20. % Nueces rotas en función del amperaje para las tres prensas. ............................... 79

Gráfico 21. %Aceite en las fibras en función del Amperaje para la tres prensa. ...................... 79

Gráfico 22. %Humedad en función del Amperaje para las tres prensas. .................................... 80

x

LISTA DE ANEXOS

pág.

ANEXO A. Masa que entra al digestor. ...................................................................................... 90

ANEXO B. Muestra de torta de las prensas. ............................................................................... 90

ANEXO C. Material utilizado para realizar los ensayos. ........................................................... 91

ANEXO D. Secado de las fibras en el microondas. .................................................................... 91

ANEXO E. Desecador................................................................................................................. 92

ANEXO F. Balanza analítica. ..................................................................................................... 92

ANEXO G. Equipo de soxhlet .................................................................................................... 93

ANEXO H. Fibras de las presas. ................................................................................................. 93

ANEXO J. Nueces Enteras de las prensas .................................................................................. 94

ANEXO K. Nueces rotas de las prensas. .................................................................................... 94

xi

DETERMINACIÒN DE LAS PERDIDAS DE ACEITE EN EL PROCESO DE

PRENSADO EN LA EXTRACCIÒN DE ACEITE EN ALCOPALMA.S.A.

RESUMEN

En el proceso de prensado se determinaron, los porcentajes de aceite retenido, de humedad en

las fibras de palma, y de nueces rotas.

Para esto, se utilizaron tres digestores con sus respectivas prensas, 4, 3, 2; se trabajó con un

tiempo fijo de cocción de la fruta, y como variables: la temperatura de vapor: 90, 95, 100 ° C, y

el nivel de llenado: 70, 85, 100 %, de los digestores, y la intensidad de corriente (amperaje) de

las prensas: 55, 63, 70 A. Las muestras obtenidas de cada prensa fueron analizadas

determinando la influencia de las variables en los porcentajes de aceite retenido, de humedad, y

de nueces rotas.

Mediante un software estadístico, aplicando la técnica superficie de respuesta, se determinó

que el factor de mayor influencia en el proceso de prensado es la intensidad de corriente, con

una relación inversa para la humedad y el contenido de aceite.

Se concluye que a las siguientes condiciones de temperatura 100 °C, nivel de llenado 100 %, e

intensidad de corriente de 70 A, se obtuvieron para la prensa cuatro (4), las menores perdidas:

3,25% de aceite retenido, 30,6 % de humedad en la torta, y 16,25% de nueces rotas.

PALABRAS CLAVES: / PRENSADO/ ACEITE DE PALMA/ EXTRACCIÒN/ PÉRDIDAS

DE ACEITE/ ACEITES VEGETALES/

xii

DETERMINATION OF THE LOSS OF OIL IN THE PRESSING PROCESS FOR OIL

EXTRACTION IN ALCOPALMA S.A.

ABSTRACT

In the pressing process the percentages of oil retained, moisture palm fibers, and nuts broken

were determined.

For this, three digesters were used with their respective presses, 4, 3, 2; we worked with a fixed

cooking time of the fruit, and as variables: steam temperature: 90, 95, 100 ° C, and the fill level

70, 85, 100%, digesters, and the intensity of current (amperage) of the presses 55, 63, 70 A. The

samples of each media were analyzed by determining the influence of variables retained in the

percentages of oil, humidity, and nuts broken.

Using statistical software and applying the technique of response surface, it was determined that

the most influential factor in the pressing process is the intensity of the current, with an inverse

relationship to moisture and oil content.

It is concluded that the following conditions of temperature 100° C, 100% filling level, and

current of 70 A, were obtained for the press four (4) minor losses: 3.25% of oil retained 30, 6%

moisture in the cake, and 16.25% broken nuts.

KEYWORDS: / PRESS / PALM OIL / EXTRACTION / OIL LEAKS / VEGETABLE OIL /

1

INTRODUCCIÒN

La palma africana se ha convertido en un nuevo jugador agrícola de Ecuador. No sólo por

generar ingresos y empleo, sino también porque busca consolidarse entre los productos de

mayor exportación del país y del mundo.

A nivel internacional los mayores productores de aceite de palma son Malasia e Indonesia,

Ecuador obtiene aceite de palma a través de las industrias extractoras. En el país existen 39

plantas extractoras de palma que producen aceite rojo (crudo), distribuidas principalmente en

Santo Domingo de los Colorados, Quinindé y en la región oriental Ecuatoriana.

En los últimos años, los productos que se obtienen de la palma han ganado un posicionamiento

en el ranking mundial ya sea como aceite en bruto o refinado. En el 2013, según el Centro de

Comercio Internacional (CCI), el Ecuador se ubicó en el noveno proveedor mundial de aceite de

palma refinado y sexto en aceite en bruto.

En la región, el cultivo de palma africana del país se ubica como el segundo productor luego de

Colombia que tiene registradas más de 400.000 hectáreas. Con esos indicadores, el potencial

que tiene Ecuador es enorme para crecer y expandir su mercado, y más cuando toda la

producción de Colombia se queda en el mercado interno.

Eso lo convierte a Ecuador como el primer exportador de Sudamérica y segundo en

Latinoamérica, después de Guatemala. El año pasado la exportación mundial de aceite de palma

se ubicó en 32.492 millones de dólares, según las estadísticas preliminares del CCI. Eso

representó una reducción del 14,9% con relación al 2012 que se ubicó en 38.180 millones. Y se

reflejó también en varios productores como Ecuador que registró una disminución del 29,9% en

el mismo periodo. Pero esa reducción se origina porque una parte de la producción interna se

destina a la elaboración del biodiesel.

La extractora ALCOPALMA.S.A. es una empresa agroindustrial, dedicada a la extracción y

comercialización de aceite de palma, aceite y torta de palmiste y a la prestación de servicios de

asesoría para el desarrollo y administración de cultivos de palma.

ALCOPALMA.S.A. trabaja mediante procesos de calidad que respetan el medio ambiente,

generando rentabilidad para sus accionistas, oportunidades de crecimiento integral para sus

2

trabajadores y también progreso, riqueza y desarrollo para sus proveedores de fruto y para la

comunidad de su zona de influencia. En la actualidad la extractora tiene un sistema de operación

que se basa en procedimientos que dependen del jefe de planta y no cuentan con procedimientos

estandarizados, por esta razón existe en ocasiones riegos que se afecta al proceso de extracción

de aceite rojo de palma.

El aceite rojo de palma africana es una de las principales materias primas para la elaboración de

aceites y grasas de origen vegetal.

La extractora ALCOPALMA.S.A. pertenece a la Asociación Nacional de Cultivadores de Palma

Africana (ANCUPA) que es un organismo privado que a más de integrar a los empresarios de

esta actividad, promueve la capacitación, transferencia de tecnologías, investigación y

promoción de cultivos

El Ecuador exporta al año alrededor de unas 300 mil toneladas métricas de productos de palma

africana por un valor que alcanza los 250 millones de dólares, que incluye aceite crudo (70%),

oleina (6%), estearina (6%), grasas y aceites comestibles (6%) y otros productos como manteca,

jabones y margarinas.

Los procesos agroindustriales ocupan un gran papel en el desarrollo del país y así mismo la

ingeniería química cumple una función importante en el mejoramiento de la eficiencia de éstos

debido al diseño, control y evaluación del desempeño de las plantas y el planteamiento de

mejoras y soluciones de problemas de procesamiento.

ALCOPALMA.S.A. utiliza frutos, con diferentes edades de siembra, como verdes, maduros y

sobre maduros, los cuales están constituidos por diferente proporción de materia orgánica, que

afectan en el proceso de prensado en la perdida de aceite en las fibras y el rompimiento de la

nuez.

La planta trabaja con procedimientos que se basan en órdenes dadas por el eje de planta y no por

procedimientos estandarizados.

El proceso de prensado depende de una buena digestión, de una presión adecuada para reducir

las pérdidas. El presente trabajo va desde el ingreso de la fruta de palma a los digestores y

evaluaran las pérdidas de aceite hasta la etapa de prensado. La eficiencia de la etapa de prensado

se debe medir según las pérdidas de aceite en las fibras y el contenido de nueces rotas en la

torta, teniendo en cuenta la presión (ajuste de los conos), la composición del fruto y el espesor

del cuesco (cáscara que cubre la almendra). Lo anterior justifica la necesidad de hacer estudios

sobre la etapa de prensado y evaluar las variables de mayor incidencia en el proceso de prensado

3

para reducir las pérdidas. Se han realizado varios estudios referentes a los procesos de

extracción de aceite de palma africana con el objetivo de mejorar los procesos y obtener mayor

cantidad de aceite, Se encontraron estudios en Colombia y Ecuador, pero mayoritariamente

existen trabajos de investigación en Colombia. Citamos la investigación desarrollada por la

Universidad Industrial de Santander, Colombia, realizada por el Sr. Alexander Hernández Báez,

que realizo el Estudio técnico de las variables de proceso en el prensado, desfibrado y

sedimentación de una planta de beneficio de aceite de palma, donde se desarrolló experimentos

para cambiar las pérdidas de aceite en fibras y almendra en el desfibrado. Variando la presión de

prensado, la variedad y edad del fruto, y se tuvo como resultado que aumentando la presión de

prensado se hace disminuir la perdida de aceite en fibra, lo que tiende a disminuir la velocidad y

eficiencia de sedimentación.

Y en la Universidad Nacional de Loja, Ecuador realizada por Silvia Dolores Quiñónez Cruz, se

realizó una reingeniería del sistema de producción de aceite rojo de palma africana elais-

uineensis en la extractora agro aceites s.a. cantón buena fe provincia los ríos” Donde se realizó

un proceso alternativo de producción de aceite para optimizar el porcentaje de extracción, a

través de charlas técnicas dictadas a los proveedores de fruta de palma, mejorar la calidad de

materia prima que ingresa a la empresa y por ende la calidad del aceite, conservando los

recursos naturales y a su vez sea económicamente rentable.

Con estos antecedentes, el objetivo de este trabajo es determinar las pérdidas de aceite en las

fibras y la ruptura de nuez en el proceso de prensado en la extracción de aceite rojo de palma

en la extractora ALCOPALMA.S.A. Para esto, se determinó las condiciones más favorables

para reducir las pérdidas de aceite en las fibras del proceso de prensado, evaluar la relación

entre el consumo de la corriente (amperaje) de prensado con la perdida de aceite en fibra de

prensa, evaluar la relación entre el rompimiento de nuez en las prensas con el consumo de la

corriente (amperaje) de las prensas, y evaluar la relación que existe entre la humedad y las

pérdidas de aceite en las fibras.

Para la evaluar el contenido de aceite en las fibras, nueces rotas, y el contenido de humedad, se

utilizaron procedimientos internos de la empresa.

Se utilizó el diseño factorial 33, lo cual permite generar daros para la construcción de gráficos

aplicando la técnica de superficie de respuesta. De esta manera, fue posible identificar las

condiciones para obtener las condiciones más favorables para reducir las pérdidas de aceite en el

proceso de prensado. Como resultado de este trabajo, se concluyó que para obtener menores

perdidas en las fibras en el proceso de prensado. Deben trabajar es con los valores máximos en

temperatura, nivel de llenado, e intensidad de corriente (amperaje) para las tres prensas.

4

1. MARCO TEÒRICO

1.1. Palma africana

“La palma de aceite (elaeis guineensis) es una planta oleaginosa cuyo tallo puede alcanzar más

de 30 metros de altura con un peso que va desde 10 a 40 kilogramos. Se caracteriza por ser la

más productiva del planeta. En promedio una hectárea sembrada produce entre seis y diez veces

más aceite que otras. La vida productiva de la palma es mayor a cincuenta años, la altura que

alcanza a los 20 ó 25 años dificulta las labores de cosecha, lo cual indica el comienzo de la

renovación en las plantaciones comerciales.

El origen de la palma africana aún no ha sido plenamente confirmado. Sin embargo,

existen indicios fósiles y documentos históricos que hacen suponer un posible origen africano.

Se ha encontrado polen fósil en el Delta del río Níger, con características similares al

polen de la palma aceitera. Esta evidencia hace suponer que la palma aceitera ha existido en

África Occidental desde épocas antes de Cristo.

La planta está formada de racimos, los cuales se componen de frutos y raquis, estos frutos se

componen de pericarpio, mesocarpio (pulpa y aceite), endocarpio (nuez), la nuez tiene a su vez

en el interior el cuesco y la almendra de la cual se extrae el aceite de palmiste.” [1]

1.2. Tipos de palma africana.

El Dura: Es un fruto grande con poco mesocarpio y cuesco de gran tamaño y espesor. Este

tipo de fruto fue predominante en las plantaciones de palma de aceite hasta los años

sesenta.

El fruto Pisífera: Tiene pulpa, pero casi nunca tiene cuesco, y las palmas de donde se

originan generalmente carecen de frutos fértiles.

El fruto Ténera: Es producto de la hibridación de palmas con frutos de tipo Dura y tipo

Pisífera. Actualmente este tipo de frutos predominan en las plantaciones comerciales en el

mundo.”

5

Fuente: FEDEPALMA. Sostenibilidad y comercialización de la palma africana. Colombia

2005. p 46.

Figura 1. Tipos de palma africana.

1.3. Introducción de la palma africana al Ecuador.

“Los hermanos Rascoe y Leal Scoot Paul nacidos ambos en el estado de Washington de

Estados Unidos, que provenían de una familia de agricultores. El primero de los hermanos vino

al Ecuador en 1948, con el propósito de cultivar banano. Arribo a las fértiles tierras de

Santo Domingo de los Tsáchilas. Se le unió Leal un año después, para trabajar juntos.

Promocionaron la venida de otros compatriotas suyos, llegando a formar inclusive

una colonia denominada Angloamericana.

El objetivo era colonizar la zona impulsando la producción agrícola nacional. Este interés de

los extranjeros y la creación de esa organización provocaron que el Gobierno del Ecuador

de entonces se interesara en esos proyectos, entonces le cedió las tierras a costos mínimos.

Por la incentivación de Lee Hines, quien trajo desde África semillas de palma africana,

comenzaron a trabajar en los viveros hasta realizar los correspondientes estudios

sobre el calor, altura y humedad. Resultando favorablemente y decidieron sembrar.

En 1958 se construyó la primera fábrica de aceite rojo de palma, constituyéndose la Compañía

Industrializadora de aceite Indaca, empresa que entrego las primeras producciones de este

aceite en el país y que fueron vendidas a Oleica para su refinamiento. Descubrieron que era un

negocio próspero trataron de ampliar este cultivo por toda la zona, prestando dinero,

6

obsequiando plantas y brindando asesoría técnica a todos los interesados. Se vio beneficiado

el Gobierno Nacional, al que les vendieron tierras y las mejores plantas para su

exportación con la finalidad de que se creara lo que hoy es el Instituto Nacional

Autónomo de Investigaciones Agropecuarias (INIAP) estación experimental Santo Domingo.

Comercialmente el cultivo despega en la década de los años sesenta.

El boom de su crecimiento ocurre en los años setenta. Este desarrollo del cultivo en el

Ecuador se produjo gracias al apoyo técnico desplegado por la Estación experimental

“Santo Domingo” del INIAP, unido a una magnifica política crediticia implementada

por el Banco Nacional de Fomento.

El Ecuador en los últimos tiempos, gracias a la palmicultura, se ha convertido en una actividad

agroindustrial muy dinámica, orientada al desarrollo económico y social sostenible para las

áreas rurales, ya que impulsa la creación de empresas, genera empleo permanente, provee

divisas con la producción que se exporta y todas sus partes se utilizan, e impulsa el

desarrollo agropecuario del país, no solo desde el punto de vista del cultivo sino por

la serie de negocios subyacentes que se generan.” [3]

1.4. Palma africana en el Ecuador.

En el Ecuador existen alrededor de 240.000 hectáreas sembradas con palma aceitera,

distribuidas en cuatro zonas principales:

El Bosque Occidental (La Concordia, Quinindé, Quevedo, Santo Domingo de los Tsáchilas)

San Lorenzo

El Oriente Ecuatoriano

La Provincia del Guayas.

1.4.1. Producción del aceite de palma en el Ecuador. “La producción nacional de aceite de

palma en el Ecuador ha pasado de 220 mil toneladas métricas (TM) en el año 2000 a484 mil

TM en el año 2014. Durante este periodo, la producción de Aceite de Palma tuvo un crecimiento

anual de 6,5 %.

7

Fuente: ANCUPA. Desarrollo de tecnologías para mejorar el rendimiento de la extracción

de aceite de la palma africana. Santo Domingo de los Tsáchilas,). Abril. 2015. 28 – 29 p

Figura 2. Producción de Aceite de Palma en el Ecuador 2000 - 2015.

1.4.2. Producción, Consumo y Excedente de Aceite de Palma. El consumo local de aceite de

palma en el país se ha mantenido relativamente estable desde el 2000, año en el que se

consumían 197 mil TM, hasta el 2014, cuando se consumieron 220 mil TM.

Debido a que el consumo local ha tenido un crecimiento anual únicamente del 0,7 %, el Ecuador

se ha vuelto excedentario en la producción de aceite de palma y ha incrementado la oferta

exportable del país desde 25 mil TM por año 2000 a 263 mil TM en el 2014.


de aceite de la palma africana. Santo Domingo de los Tsáchilas,). Abril. 2015.pp.28 – 29.

Figura 3. Producción, Consumo y Excedente de Aceite de Palma años 2000-2015 en TM.

8

1.4.3. Evolución de las Exportaciones de Aceite de Palma. Las exportaciones ecuatorianas de

aceite de palma y sus derivados se han triplicado en los últimos 10 años. En 2004 se exportaron

81.354 TM de aceite de palma y en el 2014 se exportaron 263 mil TM.


de aceite de la palma africana. Santo Domingo de los Tsáchilas,). Abril. 2015. P. 30.

Figura 4. Evaluación de las Exportaciones de Aceite de Palma 2000-2015 en TM.

1.4.4. Exportaciones de Aceite de Palma por producto. En el 2014, el 70% del total de todas

las exportaciones realizadas fueron de aceite crudo de palma y el 30% restante se distribuyó en

productos elaborados y semielaborados, derivados de aceite de palma. Los principales productos

derivados que se exportan fueron oleínas y estearinas.

Al Ecuador representar menos del 1 % de la producción mundial de aceite de palma, el país es

tomador de los precios internacionales de referencia. Las exportaciones a diversos destinos se

manejan en base a estos precios referenciales que son cotizados en los puertos principales

exportadores (FOB Indonesia, FOB Malasia) y de los principales importadores (CIF

Rotterdam). Estos precios están determinados por múltiples variables pero en mayor proporción

por la oferta de los principales productores en Asia - Pacifico, la demanda de los principales

consumidores en Asia y Europa y la cotización de los principales productos sustitutos como son

el aceite de soya, el petróleo. El movimiento de estas variables, principalmente la caída mundial

del precio del petróleo, ha causado que los precios internacionales de palma hayan pasado desde

promedios anuales de USD $ 824 en 2013, a USD $ 796 en 2014 y a USD $ 670 en 2015 “[4]

9

1.4.5. Extractoras de aceite de palma en el Ecuador. “Existen 51 extractoras de aceite de

palma en el Ecuador. Las Empresas: Palmeras del Ecuador, Palmar del Río y Palmeras de los

Andes, son las de mayor capacidad de procesamiento.” [5]

Tabla 1. Extractoras de aceite de palma en el Ecuador.

Fuente: VALLLEJO CHILIQUINGA, Yolanda Pilar. Diseño e implementación de un

sistema de costos en la finca Marujita dedicada al cultivo y comercialización de la palma

africana. Quito. 2012. p.5

10

1.4.6. Destino de las exportaciones de aceite de palma ecuatoriano.

Fuente: VALLLEJO CHILIQUINGA, Yolanda Pilar. Diseño e implementación de un

sistema de costos en la finca Marujita dedicada al cultivo y comercialización de la palma

africana. Quito. 2012. p.10.

Figura 5.Exportaciones de aceite de palma.

1.5. Contenido de aceite de oleaginosas.

“Los aceites vegetales se obtienen de cultivos arbóreos o de semillas de cultivos que se

siembran todos los años. Su composición son ésteres de glicerol de ácidos grasos llamados

triglicéridos.

Los ácidos palmíticos oléicos y esteáricos son los más comunes en los aceites vegetales, pero la

gama de ácidos grasos presentes en cantidad apreciable en los aceites que se usan comúnmente,

van desde el ácido octanóico, que se encuentra en niveles de 5 a 10% en el aceite de coco, hasta

el ácido erúcico, que puede estar presente en niveles superiores a 50% en ciertas variedades de

aceite de colza. La instauración de los ácidos grasos ocurre principalmente en los que cuentan

11

con una cadena de 18 carbonos. En la tabla 2 se presenta la clasificación de los aceites

vegetales, de acuerdo al contenido de sus principales ácidos grasos.

Tabla 2. Contenido de aceite de oleaginosas.

Fuente: DAVILA ROMERO. Carla Esthela. Contenido de aceite del material oleaginoso.

España.2014.p.34.

1.5.1. Usos de los aceites vegetales. “Aproximadamente dos tercios de la producción mundial

de aceites y grasas se destinan para el consumo humano. Las grasas son fuentes concentradas

de energía, vitaminas y ácidos grasos que son esenciales para casi todos los organismos.

Los aceites vegetales se emplean principalmente en la fabricación de margarinas, productos

lácteos, rellenos para galletas y alimentos preparados. Las mantecas vegetales se utilizan

principalmente para obtener grasas de repostería.

Los aceites vegetales también tienen aplicaciones industriales, para estos fines pueden usarse en

forma de triglicéridos brutos o refinados (tales como los ácidos grasos) o como derivados de los

ácidos grasos.

La industria de revestimiento de superficies hace un uso sustancial de diversos aceites

insaturados en la producción de resinas alquídicas pinturas y barnices. Los aceites de lino y de

soya son los aceites principales empleados en la fabricación de estos dos últimos productos.” [6]

12

2. PROCESO DE EXTRACCIÓN DE ACEITE.

“Históricamente, los tres procesos más comunes para recuperar el aceite a partir de semillas

oleaginosas son el prensado hidráulico, el prensado expeller y la extracción con solventes.

El prensado hidráulico, el proceso más antiguo, se originó en Europa en 1795. Debido a

la producción intensiva de aceites su uso ha declinado con el paso de los años y actualmente no

es muy utilizado. Las prensas de tornillo como los expellers han reemplazado a los originales

equipos hidráulicos y son usadas para una amplia variedad de materiales oleaginosos. Para

materiales que contienen relativamente altos contenidos de aceite se llevan a cabo dos procesos,

los cuales consisten en una etapa continua de pre-prensado seguida de extracción por solvente.

La principal ventaja del pre-prensado es que permite realizar extracción por solvente a

materiales que son muy dificultosos de procesar por métodos de extracción directa.

Además, los requerimientos de solvente disminuyen en forma considerable. Estos

procesos combinados son usados, generalmente, con oleaginosas de alto contenido en

aceite (alrededor de 35 %).

La extracción por solvente se originó como un proceso en batch en Europa en 1870. Los

avances tecnológicos más rápidos se dieron luego de la 2 da Guerra Mundial con el desarrollo

de sistemas de extracción continua los cuales proveen un buen funcionamiento para

materiales oleaginosos de bajos contenidos en aceite. Los procesos basados en

extracción por solvente consisten, usualmente, en extracciones sucesivas del material

oleaginoso previamente quebrado, laminado, molido o prensado, mediante lavados en

contracorriente con hexano. Luego, la harina desengrasada es llevada a un tostador-

desolventizador para recuperar el solvente. El hexano es removido del aceite en evaporadores

de película y finalmente destilado a vacío.

“Los aceites se obtienen a través de medios mecánicos o por medios químicos (empleo de

solventes orgánicos), o por una combinación de los dos métodos. El aceite de palma rojo se lo

obtiene de la pulpa del fruto de la palma.

Representa entre el 18-26 % del peso fresco de un racimo. Antes de ser refinado o tratado, este

aceite está considerado como el alimento natural más rico en vitamina A (cerca de 15 veces más

que la zanahoria). Es, por lo tanto, un alimento muy valioso en los casos en que existen

carencias en la dieta, particularmente en África. Sin embargo, durante el proceso de refinado

13

pierde características como su valor nutritivo o calidad de sus ácidos grasos. Después de ser

transformado, es un componente esencial de la industria agroalimentaria: se encuentra en aceites

de fritura, margarinas, muchos platos precocinados, sopas, patatas fritas, helados, bizcochos,

galletas.

2.1. Proceso de extracción de aceites vegetales.

Las semillas que más se utilizan en la extracción de aceite son: la soja, el cacahuete, el algodón,

lino, girasol, coco, palma, oliva. etc. Una vez que los aceites son extraídos de las semillas,

necesitan un proceso de refinamiento para mejorar las condiciones de conservación y

nutricionales. También veremos que gran parte de la industria alimentaria transforma estos

aceites mediante procesos específicos (hidrogenación) para obtener grasas semisólidas de mayor

estabilidad.

2.1.1. Limpieza. La materia prima que llega a la planta tiene que ser limpiada para remover

materias extrañas. Esto aplica particularmente a arena/silicato y hierro que podrían dañar los

equipos de preparación de la planta.

Para algunas semillas o para algunos procesos la humedad del material que ingresa tiene que ser

controlado y equilibrado para una mejor eficiencia en las operaciones subsecuentes.

2.1.2. Extracción. Para obtener los aceites de semillas oleaginosas se parte de las semillas

preferentemente maduras, que suelen contener hasta un 30% más de aceite que las mismas

semillas verdes. La extracción de la fase grasa puede realizarse mediante medios mecánicos

(presión) o mediante disolventes (hexano). Ambos tipos han alcanzado una gran perfección y se

usan en todo el mundo.

En el caso de las semillas oleaginosas se recurre a la extracción por presión cuando el contenido

en aceite es mayor del 20%. Para extraer el aceite del material que lo contiene por presión, las

paredes de las células que lo contienen tienen que romperse. Esto se puede conseguir

molturando la semilla o fruto, haciéndolos copos (“flaking”), pasándolos por rodillos o

sometiéndolos a grandes presiones. En operaciones a gran escala, la extracción con disolventes

es un medio más económico de obtención de aceite que la extracción por presión, y su

aplicación va aumentando rápidamente, especialmente para la obtención de aceite de soja.

14

2.1.3. Refinado. Tras la extracción del aceite se realiza un proceso de refinado, también

conocido como “purificación” donde eliminaremos todos los elementos groseros. A veces la

refinación sólo exige una clarificación del aceite pero para conseguir aceites con una calidad

organoléptica óptima, es necesario someterlo a una serie de operaciones que eliminen el olor y

sabor indeseables.

Neutralización. Mediante este proceso eliminamos los ácidos grasos libres que se han formado

durante la extracción y que pueden enranciar el producto final. Esta desadificación se realiza por

adición, al aceite, de hidróxido sódico, al 12- 15%. Esta operación se realiza en calderas

provistas de agitador y un sistema de calefacción con vapor a alta temperatura. Mediante este

sistema se forman unos gránulos de jabón en pasta (unión de los ácidos con el hidróxido) que

crecerán y podrán ser eliminados mediante decantadores o centrífugas.

2.1.4. Decoloración. Una vez tenemos el aceite neutralizado, eliminamos los restos de

pigmentos naturales (carotenos, clorofilas) mediante el uso de filtros especiales como el carbón

activo o la tierra adsorbente. Este tipo de tierras suelen ser arcillas trituradas y tamizadas o

arcillas activadas por un tratamiento con ácido sulfúrico, seguido de un lavado de agua para

eliminar el ácido. La más utilizada es la bentonita (silicatos de aluminio hidratado).

El aceite y la tierra se agitan conjuntamente durante 15 minutos con temperaturas de 80-90oC.

La cantidad de tierra que se añade, depende de la cantidad de pigmentos que tengamos que

eliminar, lo normal es utilizar un 5%.

2.1.5. Desgomado. En este proceso se eliminan los fosfolípidos y glucolípidos que se

encuentran disueltos en el aceite y que se alteran con mayor facilidad que los triglicéridos.En

este caso, el desgomado consiste en tratar el aceite con agua o vapor, con lo que se hidratan

estos compuestos haciéndose insolubles en el medio graso.

El proceso se realiza en unos tanques provistos de agitadores mecánicos que incorporan agua en

proporción de un 2% con temperaturas de 70oC o en forma de vapor lo que facilita la rápida

hidratación de los fosfátidos. Desde el tanque de mezcla, el aceite pasa a una centrífuga de gran

velocidad que separa las dos fases de forma selectiva.

2.1.6. Desodorización. Durante este tratamiento, se eliminan las sustancias hidrosolubles

responsables del olor, mediante un chorro de vapor de agua. En el proceso, el aceite se calienta

hasta temperaturas de 150-160 º C, mientras que paralelamente se le pasa una corriente de

vapordirecto, que arrastra todas las sustancias volátiles, dejando el aceite prácticamente inodoro

15

y con un sabor suave. Su duración es de 3-4 horas y es el más largo de todo el proceso de

refinación.

Tras estos pasos tecnológicos conseguiremos un producto final homogéneo y limpio, pero, el

problema viene cuando valoramos este aceite a nivel nutricional, ya que tras su refinado, el

aceite ha perdido casi el 100 % de sus vitaminas y sustancias antioxidantes (esteroles,

tocoferol).

Este detalle hace que, además, los aceites de semilla tengan una menor estabilidad y resistencia

a las altas temperaturas de los tratamientos culinarios, por lo que su reutilización debe

controlarse de forma mucho más estricta que en el caso del aceite de oliva. Para compensar

estas pérdidas, la legislación actual permite la adición de antioxidantes (aditivos). “[7]

1.Silo 2. Limpiador 3. Separador 4. Molturador 5. Tostador 6. Prensa 7. Filtro 8. Laminadora 9.

Extractor 10. Tanque de solvente 11. Tanque de miscela

Fuente: HERNÁNDEZ, Elizabeth. Módulo de Tecnología de Cereales y Oleaginosas.

Sogamoso. (Actualizado 2006).México. p.23.

Figura 6. Proceso de extracción de aceite vegetales.

2.2. Extracción de aceite crudo.

“La extracción se hace mecánicamente o con ayuda de solventes. En las prensas por tandas, que

son el medio más antiguo para extraer aceite, éste se obtiene sometiendo a presión los materiales

oleaginosos contenidos en sacos, telas de prensa o cajas. Los rendimientos de la extracción

dependerán de la cantidad de presión aplicada, el tiempo que se deje drenar el aceite, la

temperatura y la viscosidad. Las prensas continuas requieren menos trabajo que los sistemas

16

hidráulicos Se adaptan a una amplia gama de materiales y, en casi todos los casos, rinden

grandes cantidades de aceite. No obstante, las necesidades energéticas son elevadas y en

consecuencia los costos de puesta en marcha y parada son elevados, factor que afecta los costos

de producción de los aceites vegetales. Las extracciones por medio de lixiviación, utilizado para

materias oleaginosas con un contenido de aceite superior al 40%, requieren además de un

proceso de eliminación de los solventes y escamación intermedias. El solvente más usado en el

mundo hasta hace algunos años para la extracción era el hexano industrial por su selectividad

hacia los glicéridos y facilidad de recuperación. Para aumentar la eficiencia de éste proceso de

extracción, actualmente se emplean extractores modernos que operan en proceso continuo, con

lecho móvil a contracorriente, obteniéndose dos corrientes: la fase líquida de miscela

(constituida por solvente y aceite) y la fase sólida que es la torta. De acuerdo con la eficiencia

de operación en el proceso y con la composición del material oleaginoso, una fracción de aceite

queda ligada a la torta.

Una opción para el tratamiento de la torta obtenida como subproducto en la etapa de extracción,

es procesar térmicamente en digestores de fase sólida.

Fuente: CARDENAS SANTOS. Elsa Daniela. “Evaluación de las variedades más

promisorias para la producción de aceite vegetal y su potencial implementación en

Colombia” Bogotá. 2013. p. 65.

Figura 7. Contenido de aceite de diferentes oleaginosas.

“El aceite de palma es de origen vegetal obtenido del mesocarpio del fruto de la palma de aceite,

tiene forma líquida o semisólida, de acuerdo con la temperatura ambiente, que contiene

aproximadamente 50% de ácidos grasos saturados, 40% de ácidos grasos monoinsaturados y 10

% de ácidos grasos poli-insaturados. El aceite de palma, por su origen, no contiene colesterol, es

fuente de vitaminas A y E. Alcopalma produce aceite de excelente calidad, que es utilizado

como materia prima por las empresas refinadoras, en la producción de aceites para mesa y

cocina, margarinas y grasas industriales. “[8].

17

3. PRENSADO

3.1. Generalidades

“El prensado es una operación unitaria que se basa en la separación del líquido, de un sistema

de dos fases sólido-líquido mediante la compresión. El prensado se distingue de la filtración en

que la presión se aplica mediante el movimiento de las paredes de retención en vez de emplear

el bombeo del material a un espacio fijo.” [9]

3.1.1. Clases de prensado.

3.1.1.1. Prensado en frio. “El prensado en frío en el proceso de obtención de aceite de semillas

oleaginosas sin tratamiento antes del prensado. Las prensas están diseñadas para el prensado de

semillas de colza, girasol, soja, lino, mostaza y otras semillas oleaginosas.

El proceso se puede diseñar en una sola etapa, pero para un mayor rendimiento del aceite se

recomienda que el proceso de prensado se realice en dos pasos.

El dispositivo es sencillo y se caracteriza por su simplicidad, bajo costo de operación, bajo

consumo de energía y porque ocupa menos espacio.

El aceite obtenido tiene un menor contenido de fósforo y un mayor contenido de valiosas

sustancias. Aroma natural. Es adecuado para platos fríos y calientes.” [10].

3.1.1.2. Prensado en caliente. “El prensado en caliente es el proceso de obtención de aceite de

semillas oleaginosas con el tratamiento de las semillas antes del prensado.

El proceso es más exigente desde el punto de vista tecnológico, el rendimiento de aceite es

mayor, el aceite obtenido de esta manera contiene más fosfolípidos y para su reducción se

recomienda el desgomado del aceite.

18

Esta tecnología se utiliza principalmente para el prensado de semillas de colza, de girasol, de

soja, para mayores capacidades.” [11].

3.2. Tipos de prensa.

3.2.1. Prensa de rodillo. “La trituradora de rodillos puede reemplazar el sistema de molino de

bolas de pre-triturado. Se reduce el consumo de acero y ruido. Es adecuada para la construcción

de nueva fábrica y transformación tecnológica de fábrica antigua. Puede permitir que el sistema

de molino de bolas aumente el rendimiento en un 50~110%. Entre los materiales después de la

extrusión, 20~35% tiene menos de 0,08 mm y 65~85% menos de 2 mm de granularidad de

descarga. Se utiliza para la trituración de cemento blanco, escoria granulada de alto horno,

materias primas del cemento (caliza, arenisca, esquisto, etc.), arena de cuarzo, piedra de hierro,

etc. El equipo de DSRP es para la trituración de materiales frágiles” [12]

3.2.2. Prensa de tornillos sinfín continúas. “Este proceso se efectúa en prensas de tornillos

sinfín continuas, las cuales están compuestas por una canasta perforada horizontal de forma

cilíndrica doble y por dos tornillos del tipo de sinfín.” [13]

Figura 8. Canasta y tornillos de prensado de la prensa.

3.2.3. Prensa hidráulica. “La prensa hidráulica es una máquina que se basa en el principio de

Pascal para transmitir una fuerza. Aprovechando que la presión es la misma, una pequeña fuerza

sobre una superficie chica es equivalente a una fuerza grande sobre una superficie también

grande, proporcionalmente iguales” [14].

19

4. MARCO EXPERIMENTAL

El presente trabajo se realizó en la extractora Alcopalma.s.a, empresa agroindustrial de la

palma aceitera, dedicada a la extracción y comercialización de aceite de palma, aceite y torta de

palmiste y a la prestación de servicios de asesoría para el desarrollo y administración de cultivos

de palma.

Alcopalma.s.a. trabaja mediante procesos de calidad que respetan el medio ambiente, generando

rentabilidad para sus accionistas, oportunidades de crecimiento integral para sus trabajadores y

también progreso, riqueza y desarrollo para sus proveedores de fruto y para la comunidad de su

zona de influencia.

El trabajo se dividió en dos partes importantes muestreo y seguimiento del nivel óptimo de

prensado, para determinar este ensayo hace referencia al amperaje empleado en este proceso,

utilizando una herramienta el sistema de control automático para la variación del amperaje.

4.1. Localización y datos generales de la empresa.

Se encuentra ubicada en el Km 34 vía Santo Domingo – Esmeraldas La Concordia, Santo

Domingo de los Tsáchilas Ecuador.

Los teléfonos de contacto son:

09323901601

093999681550

093999681531

Correo electrónico.

Ing. Fernando Mejía

Gerente de Planta

[email protected]

mailto:[email protected]

20

4.2. Descripción del proceso de extracción de aceite rojo de palma africana en Alcopalma.

4.2.1. Pesado de la fruta. El procedimiento de pesado de la materia prima, consiste en pesar el

camión lleno de fruta y luego de descargarlo para obtener por diferencia el peso neto de la fruta.

Los datos son almacenados automáticamente en una computadora. Aquí se registra el

proveedor, nombre de chofer número de placas del camión.

Figura 9. Área de pesaje del fruto de palma africana.

4.2.2. Almacenamiento de la materia prima y control de calidad. Luego de ser pesada la fruta

pasa a esta área donde es almacenada y se realiza control de calidad por medio de un muestreo

aleatorio del 20% de la carga se determina el porcentaje de fruta verde, madura y sobre madura.

También se evalúa si el racimo tiene peninculo largo o corto, y si el racimo es fresco. Además

se evalúa la calidad de la fruta ya que la empresa Alcopalma.s.a. entrega un bono por fruta de

calidad.

Figura 10. Almacenamiento de la materia prima y control de calidad.

21

4.2.3. Esterilización de la fruta. La esterilización es la primera etapa del proceso de extracción

de aceite de palma es importante por lo siguiente:

Acelerar el proceso de ablandamiento de la unión de los frutos con su soporte natural

(raquis o tuza).

Disminuir la resistencia de los tejidos de la pulpa para lograr el fácil rompimiento de las

celdas de aceite durante los procesos de digestión y prensado.

Deshidratar parcialmente las almendras contenida en la nuez, para facilitar su recuperación

posterior

El proceso de esterilización se lleva a cabo, generalmente sometiendo los racimos de fruto

fresco de palma a la acción de vapor de agua en recipientes cilíndricos verticales (autoclaves),

en donde los factores principales son el tiempo de cocción y la temperatura, dependiendo del

grado de madurez del racimo.

La empresa cuenta con 9 autoclaves, el tiempo de carga de la fruta hacia los esterilizadores es de

10 a 15 minutos, dependiendo de la distancia de la fruta en el área de almacenamiento.

En el interior de los esterilizadores el vapor de agua se encuentra a 120 º C y a una presión de

40 Psi, estas condiciones varían dependiendo si el caldero tiene suficiente combustible.

El tiempo de toma esterilizar la fruta depende del grado de madurez de la fruta, ya que si es

verde tarda 1h: 15min, madura 45min y sobre madura 1hora.

4.2.4. Proceso de desfrutaciòn. Luego que la fruta es esterilizada se procede a separar los frutos

del penìnculo, utilizando un tambor rotatorio.

El fruto permanece en el tambor rotatorio en un lapso de 5 minutos, los frutos separados son

llevados con ayuda de un transportador hacia los digestores, que por medio de elevadores

mecánicos introducen la fruta.

Cuando los frutos no se separan mayormente del peninculo, es un indicativo de una mala

esterilización razón por la cual deber volver al proceso de esterilizado.

Los racimos que tienes frutos pasan por una prensa de raquis, donde extrae aceite que contiene.

22

4.2.5. Digestión. El fruto es depositado en un cilindro llamado digestor que tiene una capacidad

de 3.5 toneladas, el cual presenta unas paletas en las cuales se va a macerar el fruto por medio

de la agitación circular a una velocidad de 29rpm. Además, se le aplica vapor a 45 psi, esto

ayuda a que las células de aceite se desprendan del fruto y para que la recuperación del aceite en

el momento del prensado sea eficiente.

Los digestores son alimentados por elevadores mecánicos. Una vez llenos hasta el 85%, las

paletas realizan el trabajo de maceración por un lapso de 15 min, para luego pasar a las prensas

para extraer el aceite.

Figura 11. Digestores para el fruto de palma africana.

4.2.6. Prensado. El fruto ya digestado pasa al proceso de prensado, en esta etapa se le aplica

agua a la salida del digestor y en la parte inferior de la prensa con el fin de lavar la fibras y

lograr que la extracción del aceite sea lo más eficientemente posible y mantener las pérdidas de

aceite dentro de los estándares, además de dar la dilución adecuada para realizar la separación

en la sección de clarificación.

La eficiencia del prensado depende de dos factores: la presión adecuada aplicada a los conos

de los tornillos y el estado de desgaste de la canasta, tornillos y conos, además de la buena

digestión que se hizo. Los factores que afectan al prensado son varios, como una buena

esterilización, digestión, una presión adecuada, y el nivel de llenado de los digestores.Del

prensado se producen dos corrientes, una sólida y la otra líquida. El sólido está compuesto por

fibras y nueces, el líquido es una mezcla aceite, agua, lodos livianos y pesados. Las nueces son

separadas en el ciclón por densidad. Las fibras se utilizan como combustible para la caldera y

las nueces pasan a otro proceso que es la de palmistería (extracción de aceite amarillo de la nuez

separada)

23

Figura 12. Prensa para la extracción de aceite rojo de palma africana.

4.2.7. Clarificación. La clarificación inicia justo en la salida de las prensas; los productos

extraídos de ella son: aceite crudo y torta, el aceite pasa hacia un tanque pre clarificador el cual

contiene aceite, agua, lodos livianos (compuestos por pectinas y gomas) y lodos pesados

(compuestos por tierra, arenas y otras impurezas). Para lograr dicha separación se aprovecha las

características de inmiscibilidad entre el agua y el aceite.

El aceite que sale de las prensas se conduce a un tanque con conos de drenaje en donde se

sedimentan los volúmenes de arena. El aceite que fluye del tanque de sedimentación se somete a

un proceso de tamizado. Para tal efecto utiliza un tamiz vibrador, en esta etapa se retira las

fibras que no fueron retiradas en el tanque de sedimentación esta fibra es utilizada para la

alimentación de porcinos.

4.3. Alcance

El presente trabajo se enfoca en el proceso de digestión y el Prensado, y termina en el ciclón,

con sus corrientes entrantes y salientes que son:

Entradas:

Fruto esterilizado

Salida:

24

Torta: la torta está compuesta por (nueces y fibras).

Licor de prensa que tiene: aceite, agua, lodo liviano, lodo pesado.

4.3.1. Descripción del proceso de digestión y prensado. El fruto entra en los digestores (la

alimentación pasa secuencialmente por los digestores D4, D3, D2) que tienen una capacidad de

3.5 toneladas cada uno. En el interior tienen unas paletas que ayudan en la maceración del fruto

por medio de agitación circular a una velocidad de 46rpm, 28rpm. En el interior de los

digestores se aplica vapor de agua que permite tener temperaturas en los siguientes rangos TD4

(90-100) para D4, TD3 (90-100) y TD2 (80-90) para D3 y D2 respectivamente.

La fruta permanece en el digestor por un lapso de 15 minutos (± 5 min dependiendo de la

cantidad de fruto a procesar), para luego pasar a las prensas. Los digestores deben estar llenos,

esto se controla por medio de control automático, dado en base al amperaje de los digestores,

que debe estar entre 0,35-0,70 [A]. Si el digestor está vacío o no tiene suficiente fruta, el

amperaje es inferior a 0,35.

En las prensas, el nivel de presión se mide en función del amperaje. Por lo cual, se establecen

niveles de amperaje en las mismas. El rango está entre 50-65A para la prensa 2 (P2) y para las

prensas 3 y 4 se tiene los rangos de P3 (55-70) A, las prensas tienen una capacidad de 9

Ton/hora cada una. Del proceso de prensado se obtiene 3 productos: el licor de prensa, la torta y

las nueces.

El licor de prensa va al proceso de clarificación, la torta y las nueces son llevadas con ayuda de

una banda transportadora hacia un ciclón donde son separadas las fibras de las nueces.

Las nueces son transportadas hacia la planta de palmisteria para obtener un aceite del mismo

nombre y las fibras sirven como combustible del caldero.

4.3.1.1. Características físicas del licor de prensa. El licor de prensa es el aceite crudo que sale

de las prensas teóricamente debe contener 35% vol/vol, de aceite, 5% vol/vol de lodo ligeros,

35% vol/vol de agua y 25% vol/vol de lodos pesados.

25

Figura 13. Diagrama de flujo del proceso de extracción de aceite rojo de palma africana.

Área de pesaje Clasificación de

la materia prima Esterilización Desfrutamiento

Digestión Prensado Clarificación Almacenamiento

del aceite.

Ciclón

Fruta esterilizada

Licor de

prensa

Torta

Nueces

26

Figura 14. Proceso de digestión y prensado en la extracción de aceite rojo de la extractora Alcopalma.s.a.

27

4.4. Diseño experimental

Se diseñó el proceso experimental, en el que a partir de la bibliografía consultada se

estableció el tiempo de cocción de la fruta como constante. Además, se definieron las variables

del proceso: la temperatura, nivel de llenado de los digestores e intensidad de corriente

(amperaje) de las prensas, la primera variable se la definió con la finalidad de encontrar la

condición a la que se obtiene una mayor maceración de la fruta en el interior del digestor, la

misma que se encuentra dentro del rango de 80-90 [ºC]. La segunda variable se estableció, para

ver la influencia del nivel de los digestores en la humedad de la torta, la misma que se encuentra

en el rango para el digestor 2 de [50-100] % y para los digestores 3 y 4 está en el rango de [70-

100] % respectivamente.

El Diseño Experimental se basa en la determinar las pérdidas de aceite en las fibras en el

proceso de prensado en función de las siguientes variables: cantidad de corriente (amperaje) de

las prensas, nivel de llenado de los digestores, y la temperatura. El programa estadístico

STATGRAPHICS® muestra el siguiente diseño experimental, el mismo que consta de 27

diferentes ensayos para cada prensa.

4.4.1. Variables. A continuación se detallan las variables utilizadas:

AP: Amperaje del motor de las prensas que se mide en Amperios que representa una medida

indirecta de la presión ejercida por los tornillos en la fase de prensado).

ND: Nivel de altura de la fruta en los digestores (se mide con el amperaje del motor de los

digestores tiene una rango de (0-0,70) A, que nos indica si el digestor está vacío o lleno), se

representa por porcentajes de llenado.

TD: Temperatura del vapor de agua en el interior de los digestores.

Tc: Tiempo de cocinado de la fruta.

A continuación se detallan los rangos utilizados en el presente trabajo.

28

Tabla 3. Variables de la experimentación.

PRENSA 2

Variable

Tiempo de cocción Tc=1 hora

𝑻𝑫𝟐𝟏 𝑻𝑫𝟐𝟐 𝑻𝑫𝟐𝟑

Temperatura,ºC 80 85 90

𝑨𝑷𝟐𝟏 𝑨𝑷𝟐𝟐 𝑨𝑷𝟐𝟑

Amperaje, A 50 58 65

Presión, Psi 700 1300 1500

𝑵𝑫𝟐𝟏 𝑵𝑫𝟐𝟐 𝑵𝑫𝟐𝟑

Nivel de llenado,% 50 75 100

PRENSA 3

Variable 𝑻𝑫𝟑𝟏 𝑻𝑫𝟑𝟐 𝑻𝑫𝟑𝟑

Temperatura, º C 90 95 100

𝑨𝑷𝟑𝟏 𝑨𝑷𝟑𝟐 𝑨𝑷𝟑𝟑


Presión, Psi 1000 1400 1700

𝑵𝑫𝟑𝟏 𝑵𝑫𝟑𝟐 𝑵𝑫𝟑𝟑


PRENSA 4

Variable 𝑻𝑫𝟒𝟏 𝑻𝑫𝟒𝟐 𝑻𝑫𝟒𝟑

Temperatura, º C 90 95 100

𝑨𝑷𝟒𝟏 𝑨𝑷𝟒𝟐 𝑨𝑷𝟒𝟑


Presión, Psi 1000 1400 1700

𝑵𝑫𝟒𝟏 𝑵𝑫𝟒𝟐 𝑵𝑫𝟒𝟑


29


prensado en la prensa 2.

Torta de

prensado

TD21

N21

N22

N23

AD21

AD22

AD23

AP21

AP22

AP23

AD21

AD22

AD23

TD22

N21

N22

N23

AD21

AD22

AD23

AP21

AP22

AP23

AD21

AD22

AD23

TD23

N21

N22

N23

AD21

AD22

AD23

AP21

AP22

AP23

AD21

AD22

AD23

30



Torta de

prensado

TD31

ND31

ND32

ND33

AD31

AD32

AD33

AP31

AP32

AP33

AD31

AD32

AD33

TD32

ND31

ND32

ND33

AD31

AD32

AD33

AP31

AP32

AP33

AD31

AD32

AD33

TD33

ND31

ND32

ND33

AP31

AP32

AP33

AP31

AP32

AP33

AP31

AP32

AP33

31



Torta de

prensado

TD41

ND41

ND42

ND43

AP41

AP42

AP43

AP41

AP42

AP43

AP41

AP42

AP43

TD42

ND41

ND42

ND43

AP41

AP42

AP43

AP41

AP42

AP43

AP41

AP42

AP43

TD43

ND41

ND42

ND43

AP41

AP42

AP43

AP41

AP42

AP43

AP41

AP42

AP43

32

Una vez que se definieron las variables y parámetros de toda la experimentación, se propone

diseñar un modelo experimental que permita determinar condiciones para minimizar las

pérdidas de aceite en las fibras, para lo cual se usó un método factorial 43que es un diseño que

estudia el efecto de dos factores considerando niveles en cada uno, y así poder determinar una

combinación de niveles de los factores.

Figura 18. Diseño factorial 33

En la figura 18 se muestra el diseño factorial 33. En el plano se puede observar la distribución de

los puntos para la experimentación.

Para poder determinar una combinación de niveles de los factores que muestren las condiciones

óptimas en el proceso de prensado, se aplicó la estrategia experimental llamada superficie de

respuesta. Esta técnica se utiliza cuando la variable de respuesta que es la de interés se se ve

influenciada por otras variables para poder llegar a su punto óptimo.

4.4.2. Parámetros Fijos: De acuerdo a como trabaja la empresa, el tiempo de cocción

permanece constante, que se detalla en la tabla 4:

Tabla 4. Parámetro fijo durante la experimentación.

Parámetro fijo Valor

Tiempo de cocción de la fruta 1h

33

4.4.3. Parámetros Variables: Para aplicar el método experimental se ha considerado como

variables independientes la temperatura y el nivel de llenado en los digestores y el amperaje en

las prensas. Mediante experimentación previa se determinaron cuatro niveles de variación que

se detallan a continuación:

Tabla 5. Valores considerados para la experimentación de los parámetros variables.

Niveles

Variable De la prensa 2

Temperatura, ᵒ C 80 85 90

Nivel de llenado, % 50 75 100


Presión, Psi 700 1300 1500

Niveles

Variable De la prensa 3

Temperatura, ᵒC 90 95 100



Presión, Psi 1000 1400 1700

Niveles

Variable

De la prensa 4




Presión, Psi 1000 1400 1700

Tabla 6. Codificación de las mezclas durante la experimentación para la prensa 2.

Valores

codificados

Temperatura,

º C

Nivel de llenado,

%

Amperaje,

A CODIFICACIÒN

(-1,-1,-1) 80 50 50 A

(-1,0,-1) 85 50 50 B

(1,-1,1) 90 50 50 C

(1,1,0) 80 75 50 D

(-1,-1,1) 85 75 50 E

(1,0,1) 90 75 50 F

(-1,1,-1) 80 100 50 G

(-1,-1,0) 85 100 50 H

(0,1,0) 90 100 50 I

(-1,0,1) 80 50 58 J

(-1,1,0) 85 50 58 K

34

A continuación de la tabla 6

Valores

codificados

Temperatura,

ᵒC

Nivel de llenado,

%

Amperaje,

A CODIFICACIÒN

(0,0,-1) 90 50 58 L

(-1,1,1) 80 75 58 M

(0,0,0) 85 75 58 N

(1,-1,-1) 90 75 58 O

(1,0,-1) 80 100 58 P

(0,1,1) 85 100 58 Q

(1,1,1) 90 100 58 R

(1,1,-1) 80 50 65 S

(0,0,1) 85 50 65 T

(1,-1,0) 90 50 65 U

(0,-1,1) 80 75 65 V

(0,1,-1) 85 75 65 W

(0,-1,-1) 90 75 65 X

(-1,0,0) 80 100 65 Y

(0,-1,0) 85 100 65 Z

(1,0,0) 90 100 65 A1

Tabla 7. Codificación de las mezclas durante la experimentación para la prensa 3.

Valores

codificados

Temperatura,

ᵒC

Nivel de llenado,

%

Amperaje,

A CODIFICACIÒN

(-1,-1,-1) 90 70 55 A

(-1,0,-1) 95 70 55 B

(1,-1,1) 100 70 55 C

(1,1,0) 90 85 55 D

(-1,-1,1) 95 85 55 E

(1,0,1) 100 85 55 F

(-1,1,-1) 90 100 55 G

(-1,-1,0) 95 100 55 H

(-1,0,1) 100 100 55 I

(-1,0,1) 90 70 62,5 J

(-1,1,0) 95 70 62,5 K

(0,0,-1) 100 70 62,5 L

(-1,1,1) 90 85 62,5 M

(0,0,0) 95 85 62,5 N

(1,-1,-1) 100 85 62,5 O

(1,0,-1) 90 100 62,5 P

(0,1,1) 95 100 62,5 Q

(1,1,1) 100 100 62,5 R

(1,1,-1) 90 70 70 S

35

A continuación 7

Tabla 8: Codificación de las mezclas durante la experimentación para la prensa 4.

Valores codificados Temperatura,

ᵒC

Nivel de llenado,

%

Amperaje,

A CODIFICACIÒN

(-1,-1,-1) 90 70 55 A

(-1,0,-1) 95 70 55 B

(1,-1,1) 100 70 55 C

(1,1,0) 90 85 55 D

(-1,-1,1) 95 85 55 E

(1,0,1) 100 85 55 F

(-1,1,-1) 90 100 55 G

(-1,-1,0) 95 100 55 H

(0,1,0) 100 100 55 I

(-1,0,1) 90 70 62,5 J

(-1,1,0) 95 70 62,5 K

(0,0,-1) 100 70 62,5 L

(-1,1,1) 90 85 62,5 M

(0,0,0) 95 85 62,5 N

(1,-1,-1) 100 85 62,5 O

(1,0,-1) 90 100 62,5 P

(0,1,1) 95 100 62,5 Q

(1,1,-1) 90 70 70 S

(0,0,1) 95 70 70 T

(1,-1,0) 100 70 70 U

(0,-1,1) 90 85 70 V

(0,1,-1) 95 85 70 W

(0,-1,-1) 100 85 70 X

(-1,0,0) 90 100 70 Y

(0,-1,0) 95 100 70 Z

(1,0,0) 100 100 70 A1

Valores codificados Temperatura,

ᵒC

Nivel de llenado,

%

Amperaje,

A CODIFICACIÒN

(0,0,1) 95 70 70 T

(0,-1,1) 90 85 70 V

(0,1,-1) 95 85 70 W

(0,-1,-1) 100 85 70 X

(-1,0,0) 90 100 70 Y

(0,-1,0) 95 100 70 Z

(1,0,0) 100 100 70 A1

36

4.5. Materiales y equipos.

Prensa sin fin doble tornillo Capacidad: 9 Ton.

Digestores Capacidad: 3.5 Ton.

Extractor Soxhlet

Cápsula de porcelana

Horno microondas

Papel filtro

Espátula

Balón aforado V=500 ml

Mangueras de látex

Pinzas para balón aforado

Soporte universal

Estufa eléctrica

Balanza analítica Rango: 0-220g Ap±0,01g

Balanza. Rango: 0-24 lb Ap±0.5lb

Recipientes plásticos

Guantes de látex

Cuchillo

Algodón

4.6. Sustancias y reactivos

Cloroformo CHCl3

37

Núcleos de ebullición

Agua H2O

4.7. Parámetros de evaluación

Se van a realizar los siguientes ensayos:

Análisis de la masa que ingresa al digestor.

Análisis de ruptura y nuez entera.

Determinación de aceite en la fibra.

Determinación de la humedad de las fibras.

Determinación del flujo de torta de cada prensa.

Los puntos de muestreo son:

La entrada de la fruta al digestor

Salida de la Torta de las prensas

Salida del Licor de prensa

4.7.1. Análisis de la masa que pasa al digestor (MPD).

4.7.1.1. Generalidades. Para realizar el análisis de la masa que pasa al digestor se debe tomar en

cuenta lo siguiente:

Se debe tomar la muestra en un punto de muestreo antes del digestor y después del proceso

de desfrutaciòn.

Tomar la muestra durante el transporte de los elevadores, asegurándose que se tenga el fruto

a analizar.

38

Se debe cuartear cuidadosamente para asegurar una muestra representativa de la masa que

pasa al digestor.

4.7.1.2. Procedimiento.

Tomar la muestra de fruto esterilizado a la salida del desfrutador.

Colocar en el recipiente y pesar 1000 g de muestra.

Cuartear la muestra cuidadosamente.

Separar los frutos normales de la basura y los frutos partenocarpicos.

Pesar frutos normales, frutos partenocarpicos y basura.

Tomar del fruto normal 10 g, despulparlo completamente la nuez que está dentro del fruto,

de tal manera que queden bien limpias de fibra y aceite.

Pesar las nueces limpias y calcular por diferencia el peso de la pulpa.

Pesar filtro más algodón.

Pesar 10g de pulpa de mesocarpio.

Colocar la muestra de mesocarpio anteriormente pesada en el papel filtro.

Pesar el balón aforado.

Colocar la muestra en el balón y aforar con cloroformo hasta que rebose la muestra.

Colocar el balón en el sistema de extracción soxthel.

Una vez que se ha extraído todo el aceite dejar enfriar el balón.

Pesar el balón con aceite y por diferencia de peso obtener el peso de aceite que se extrajo.

4.7.2. Determinación de la densidad de los frutos que ingresan al digestor.

Tomar la muestra del fruto esterilizado a la salida del desfrutador.

39

Pesar un vaso vacío de precipitación y registrar el peso.

Pesar el vaso vacío con la muestra del fruto, y registrar el valor.

En un vaso de precipitación colocar un volumen una determinada cantidad de agua.

Calcular la densidad, ya que se conoce la cantidad de muestra y el volumen que ocupa la

muestra.

Registrar el dato obtenido.

4.7.3. Análisis de ruptura y nuez entera.

4.7.3.1. Generalidades. Para una mejor comprensión del análisis a realizar, se debe tener en

claro el concepto de nuez entera, nuez rota, almendra adherida al cuesco, almendra entera,

almendra rota y cascara (cuesco). A continuación se aclaran estas definiciones:

Nuez entera: Es aquella que conserva su cascara en perfectas condiciones y no presenta

rompimiento de ninguna especie.

Nuez rota: Es aquella que sufrió rompimiento y separación de su cascara.

Almendra entera: Es aquella que por efecto de la presión, se separó de la totalidad de la

cascara, y adicionalmente sufrió pérdidas o rompimiento.

Cascara: Son partes que se desprenden de las almendras y que se pueden encontrar en

grandes o pequeños trozos, y que no presentan almendras adheridas.


Tomar una muestra de torta de las prensas y almacenarla en recipientes.

Pesar 500g de muestra(torta)

Separar la fibra de la nuez entera y la nuez rota (mediante inspección visual).

Pesar las nueces rotas.

40

Calcular el % nuez/torta a partir del peso de la nuez entera y nuez rota.

4.7.4. Determinación de aceite en las fibras.

Una muestra de aproximadamente 1000 g. debe ser tomada cada hora de tres de tres puntos

de descarga de fibras de la prensa, dos laterales y una superior, para garantizar una muestra

representativa.

Al finalizar el turno o el proceso, según se tenga establecido, se debe cuartear el total de la

muestra obtenida, hasta obtener una muestra final de aproximadamente de 2000g la cual es

llevada al laboratorio.

Pesar una cápsula limpia y seca, debidamente marcada. Registrar este peso en el formato

respectivo.

De la muestra tomada del proceso cuartear y pesar aproximadamente 5 g de fibras en la

balanza analítica. Estas fibras deben estar libres de almendras, almendras rotas, cascara y

otros materiales, ya que estos afectan la precisión del análisis realizado. Registrar este valor

en el formato respectivo.

Secar la muestra utilizando un horno microondas hasta obtener un peso constante y

registrarlo.

Después de alcanzar el peso constante transferir la cápsula de porcelana con la muestra al

desecador hasta obtener un total enfriamiento (aproximadamente 15min).

Pesar la cápsula con la muestra seca, registrando este valor.

En un dedal de extracción, de tamaño adecuado para el equipo Soxhlet utilizado, colocar la

muestra seca de la cápsula cuidadosamente, evitando tener pérdidas de fibras secas.

Luego colocar un trozo de algodón, para evitar que la muestra se salga del dedal al

mezclarse con el solvente.

Pesar el balón de 250 ml limpio y seco y anotar en el formato respectivo.

Conectar el balón al extractor.

41

Agregar aproximadamente de 150 -200 ml de solvente.

Abrir el paso del agua a través de la conexión interna del refrigerante.

Encender la estufa para que inicie el proceso de extracción.

El proceso debe continuar aproximadamente 6 horas después de que el solvente que se

encuentra en la parte central, este totalmente incoloro, mpmentoen el cual se apaga la estufa

y se inicia el desmontaje el equipo.

Separar cuidadosamente el balón del extractor y retirar el refrigerante para extraer el dedal.

Recuperar el solvente y devolverlo al recipiente del reactivo.

Llevar el balón con la muestra de aceite al horno de calentamiento hasta la total eliminación

de solvente remanente.

Luego llevar el balón al desecador hasta que se enfrié y anotar el peso en el formato

respectivo.

4.7.5. Determinación de la humedad.

Una muestra de aproximadamente 1000 g. debe ser tomada cada hora de tres de tres puntos

de descarga de fibras de la prensa, dos laterales y una superior, para garantizar una muestra

representativa.

Esta muestra debe ser depositada en un recipiente limpio y seco destinado para tal fin, el

cual debe estar tapado, para evitar pérdidas de humedad.

Al finalizar el turno o el proceso, según se tenga establecido, se debe cuartear el total de la

muestra obtenida, hasta obtener una muestra final de aproximadamente de 2000g la cual es

llevada al laboratorio.

Pesar una cápsula limpia y seca, debidamente marcada. Registrar este peso en el formato

respectivo.

De la muestra traída del proceso cuartear y pesar 5 g de fibras en la balanza analítica. Estas

fibras deben estar libres de almendras, almendras rotas, cascara y otros materiales, ya que

42

estos afectan la precisión del análisis realizado. Registrar este valor en el formato

respectivo.

Llevar la cápsula al microondas a una potencia 3 por 3 minutos se repite el proceso por dos

veces, luego virar la muestra y secar a una potencia de 2 y por 2min por dos veces luego

sacar y pesar la muestra hasta obtener un peso constante.

Después de alcanzar el peso constante, transferir la cápsula de porcelana con la muestra al

desecador hasta obtener un total enfriamiento (aproximadamente 15 minutos).

Pesar la cápsula con la muestra seca y registrar el valor.

4.7.6. Determinación de los flujos de torta en las prensas.

4.7.6.1. Generalidades: Las prensas deben estar operando de manera continua sin interrupción

de ningún tipo:

Retirar la camisa protectora que la prensa tiene en la parte inferior, lugar donde sale la torta.

Colocar un costal grande, debajo de la prensa, y tomar la cantidad de torta que cae en un

determinado tiempo.


La muestra tomada llevar al laboratorio, y pesar y registra el peso.

Luego dejar en reposo por un lapso de 2 horas para que se enfrié.

Una vez fría la muestra separar las fibras de las nueces y registrar el peso de cada una.

Se calcula el flujo con el peso y el tiempo.

43

5. DATOS EXPERIMENTALES

5.1. Datos de flujo de fibra y de nuez de las prensas 2, 3 y 4.

Tabla 9. Datos de flujo de fibra y de nuez de la prensa 2.

Prensa 2

Medida Masa,

(lb)

Tiempo,

(s)

Masa,

(Ton)

Tiempo,

(h)

Flujo

másico,

(Ton/h)

Masa

fibras,

(Ton)

Masa

de

nuez,

(Ton)

Flujo de

fibras,

(Ton/h)

Flujo

de

nuez,

Ton/h)

1 25 20 0,0113 0,0056

2,04 0,0054

0,005

0 0,9800 0,8984

2 27 25 0,0123 0,0069

1,76 0,0059

0,005

4 0,8494 0,7840

Promedio 26 22,5 0,0118 0,0063 1,903 0,006 0,005 0,915 0,841


Prensa 3

Medida Masa,

(lb)

Tiempo,

(s)

Masa,

(Ton)

Tiempo,

(h)

Flujo

másico,

(Ton/h)

Masa

fibras,

(Ton)

Masa de

nuez,

(Ton)

Flujo de

fibras,

(Ton/h)

Flujo de

nuez.

Ton/h)

1 23 20 0,0104 0,0056 1,88 0,0054 0,0045 0,9800 0,8167

2 22 22 0,0100 0,0061 1,63 0,0045 0,0050 0,7425 0,8167

Promedio 22,5 21 0,0102 0,0058 1,756 0,005 0,005 0,861 0,817


Prensa 4

Medida Masa,

(lb)

Tiempo,

(s)

Masa,

(Ton)

Tiempo,

(h)

Flujo

másico,

(Ton/h)

Masa

fibras,

(Ton)

Masa de

nuez,

(Ton)

Flujo de

fibras,

(Ton/h)

Flujo de

nuez,

(Ton/h)

1 26 20 0,0118 0,0056 2,12 0,0059 0,0050 1,0617 0,8984

2 27 25 0,0123 0,0069 1,76 0,0059 0,0054 0,8494 0,7840

Promedio 26,5 22,5 0,0120 0,0063 1,944 0,006 0,005 0,956 0,841

44

5.2. Densidad del fruto que ingresa al digestor.

Tabla 12. Densidad del fruto que ingresa al digestor.

Densidad del fruto que ingresa al digestor

1 2 3

Volumen de agua, ml 500 500 500

Peso de la muestra, g 5 5 5

Volumen total, ml 505,3 505,5 505,1

Volumen desplazado, ml 5,3 5,5 5,1

densidad,(g/ml) 0,943 0,909 0,980

Promedio, ( g/ml) 0,944

Promedio, (kg/m3) 944,293

5.3. Composición de la muestra que ingresa al digestor.

Tabla 13. Composición del fruto.

Peso Porcentaje,%

Peso de la muestra, g 2268,60

Fruto madura, g 1740,18 76,70

Peso de fruto pandenocarpio,g 82,16 3,62

Peso de fruto sobremaduro,g 153,86 6,78

Peso de basura 293,16 12,92

2269,36 100,03

5.4. Composición del licor de prensa.

Tabla 14. Composición del licor de prensa.

Variable Valor

% Aceite 51

% Lodo liviano 2

% Lodo pesado 47

% Agua 0

45

Tabla 15. Datos de extracción de aceite por solvente de la prensa 2

PRENSA AMPERAJE , A 50 50 50 50 50 50 50 50 50

PRESION, Psi 700 700 700 700 700 700 700 700 700

DIGESTOR

AMPERAJE,A 0,35 0,35 0,35 0,525 0,525 0,525 0,7 0,7 0,7

NIVEL DE LLENADO,% 50 50 50 75 75 75 100 100 100

TEMPERATURA,ᵒC 80 85 90 80 85 90 80 85 90

1.-Peso cápsula vacía 86,17 86,17 86,18 86,18 86,18 86,18 89,71 86,18 86,18

2.-Peso cápsula +fibra fresca 91,17 91,17 91,18 91,18 91,18 91,18 94,71 91,18 91,18

3.-Peso cápsula + fibra seca 89,22 89,27 89,33 89,26 89,31 89,35 92,81 89,29 89,3

4.-Peso agua evaporada, g (2-3=4) 1,95 1,9 1,85 1,92 1,87 1,83 1,9 1,89 1,88

5.-% Agua evaporada(H), 4/6*100=5 39 38 37 38,4 37,4 36,6 38 37,8 37,6

6.-Peso fibra fresca, g (2-1)=6 5 5 5 5 5 5 5 5 5

7.-Peso fibra seca, g (6-4=7) 3,05 3,1 3,15 3,08 3,13 3,17 3,1 3,11 3,12

8.-Peso balón vacío 113,73 119,28 119,28 119,28 119,28 113,74 119,28 119,28 119,28

9.-Peso balón + aceite 113,94 119,48 119,48 119,48 119,48 113,93 119,49 119,48 119,48

10.-Aceite extraído, g (9-8=10 0,21 0,2 0,2 0,2 0,2 0,19 0,21 0,2 0,2

11.-Peso fibra SNAC, g (7-10)=11 2,84 2,9 2,95 2,88 2,93 2,98 2,89 2,91 2,92

12.-% fibra SNAC,(11/6)*100=12 56,8 58 59 57,6 58,6 59,6 57,8 58,2 58,4

13.-%Aceite/SNAC,(10/11*100)=13 7,39 6,90 6,78 6,94 6,83 6,38 7,27 6,87 6,85

14.- % Aceite/materia T,(10/6*100)=14 4,20 4,00 4,00 4,00 4,00 3,80 4,20 4,00 4

15. Masa de nueces enteras 175,92 160,39 166,32 156,59 155,85 145,17 141,52 152,39 141,53

16.Masa de nueces rotas 33,29 42,45 49,7 36,37 49,87 41,13 46,84 52,4 58,9

17.Porcentaje de nueces entera 35,184 32,078 33,264 31,318 31,17 29,034 28,304 30,478 28,306

18.Porcentaje de nueces rotas 6,658 8,49 9,94 7,274 9,974 8,226 9,368 10,48 11,78

46

Continuación de la tabla 15


PRESION, Psi 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300 1300

DIGESTOR

AMPERAJE,A 0,35 0,35 0,35 0,525 0,525 0,525 0,7 0,7 0,7

NIVEL DE LLENADO,% 50 50 50 75 75 75 100 100 100

TEMPERATURA,ᵒC 80 85 90 80 85 90 80 85 90


2.-Peso cápsula + fibra fresca 91,18 91,17 91,18 91,18 91,18 91,18 91,18 91,19 88,55



5.-% Agua evaporada(H), 4/6*100=5 38,8 37,4 36,8 37,2 37 36,8 38,8 37 36,4


7.-Peso fibra seca, g (6-4=7) 3,06 3,13 3,16 3,14 3,15 3,16 3,06 3,15 3,18

8.-Peso balón vacío 119,28 123,47 113,73 123,47 113,74 113,74 123,47

9.-Peso balón + aceite 119,47 123,66 113,92 123,68 113,93 113,93 123,65


11.-Peso fibra SNAC, g (7-10)=11 2,87 2,94 2,97 2,95 2,94 2,97 2,87 2,96 3

12.-% fibra SNAC,(11/6)*100=12 57,4 58,8 59,4 59 58,8 59,4 57,4 59,2 60

13.-%Aceite/SNAC,(10/11*100)=13 6,62 6,46 6,40 6,44 7,14 6,40 6,62 6,42 6,00

14.- % Aceite/materia T,(10/6*100)=14 3,8 3,80 3,80 3,80 4,2 3,80 3,80 3,80 3,6





47



PRESION, Psi 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500 1500

DIGESTOR

AMPERAJE,A 0,35 0,35 0,35 0,525 0,525 0,525 0,7 0,7 0,7

NIVEL DE LLENADO,% 50 50 50 75 75 75 100 100 100

TEMPERATURA,ᵒC 80 85 90 80 85 90 80 85 90





5.-% Agua evaporada(H), 4/6*100=5 36,8 36,6 36,4 36 35,6 35,2 34 33,6 28,6


7.-Peso fibra seca, g (6-4=7) 3,16 3,17 3,18 3,2 3,22 3,24 3,3 3,32 3,57

8.-Peso balón vacío 123,47 123,47 113,74 123,47 113,74 113,74 123,47 123,47 113,74



11.-Peso fibra SNAC, g (7-10)=11 2,97 2,98 2,99 3,02 3,04 3,06 3,13 3,15 3,41

12.-% fibra SNAC,(11/6)*100=12 59,4 59,6 59,8 60,4 60,8 61,2 62,6 63 68,2

13.-%Aceite/SNAC,(10/11*100)=13 6,40 6,38 6,35 5,96 5,92 5,88 5,43 5,40 4,69

14.- % Aceite/materia T,(10/6*100)=14 3,80 3,8 3,80 3,60 3,60 3,6 3,40 3,4 3,20





48

Tabla 16. Datos de extracción de aceite por solvente de la prensa 3.


PRESION, Psi 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000

DIGESTOR

AMPERAJE,A 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49

NIVEL DE LLENADO,% 70,0 70,0 70,0 70,0 70,0 70,0 70,0 70,0 70,0

TEMPERATURA,ᵒC 90 95 100 90 95 100 90 95 100





5.-% Agua evaporada(H), 4/6*100=5 37,4 37 36,8 36,6 36,4 36,2 36 35,8 35,6


7.-Peso fibra seca, g (6-4=7) 3,13 3,15 3,16 3,17 3,18 3,19 3,2 3,21 3,22

8.-Peso balón vacío 123,46 123,46 113,76 113,76 123,47 119,28 119,29 123,49 120,86



11.-Peso fibra SNAC, g (7-10)=11 2,94 2,96 2,97 2,98 3 3,01 3,02 3 3,04

12.-% fibra SNAC,(11/6)*100=12 58,8 59,2 59,4 59,6 60 60,2 60,4 60,8 60,8

13.-%Aceite/SNAC,(10/11*100)=13 6,46 6,42 6,40 6,38 6,00 5,98 5,96 5,59 5,92

14.- % Aceite/materia T,(10/6*100)=14 3,80 3,80 3,80 3,80 3,60 3,60 3,60 3,40 3,60





49



PRESION, Psi 1400 1400 1400 1400 1400 1400 1400 1400 1400

DIGESTOR

AMPERAJE,A 0,595 0,595 0,595 0,595 0,595 0,595 0,595 0,595 0,595

NIVEL DE LLENADO,% 85,0 85,0 85,0 85,0 85,0 85,0 85,0 85,0 85,0

TEMPERATURA,ᵒC 90 95 100 90 95 100 90 95 100





5.-% Agua evaporada(H), 4/6*100=5 36,2 36 36,0 35,8 35,6 35,4 35,2 35,2 34,8

6.-Peso fibra fresca, g (2-1)=6 5 5 5,06 5 5 5 5 5 5

7.-Peso fibra seca, g (6-4=7) 3,19 3,2 3,24 3,21 3,22 3,23 3,24 3,24 3,26

8.-Peso balón vacío 119,29 119,29 119,29 119,29 119,29 119,29 119,29 119,29 119,29



11.-Peso fibra SNAC, g (7-10)=11 3,01 3,02 3,06 3,03 3,04 3,05 3,06 3,06 3,08

12.-% fibra SNAC,(11/6)*100=12 60,2 60,4 60,5 60,6 60,8 61 61,2 61,2 61,6

13.-%Aceite/SNAC,(10/11*100)=13 5,98 5,96 5,88 5,94 5,92 5,90 5,88 5,88 5,84

14.- % Aceite/materia T,(10/6*100)=14 3,60 3,60 3,56 3,60 3,60 3,60 3,60 3,60 3,60





50



PRESION, Psi 1700 1700 1700 1700 1700 1700 1700 1700 1700

DIGESTOR

AMPERAJE,A 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7

NIVEL DE LLENADO,% 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0

TEMPERATURA,ᵒC 90 95 100 90 95 100 90 95 100



3.-Peso cápsula + fibra seca 87,97 87,99 88 88,3 88,5 88,7 89 89,2 89,05

4.-Peso agua evaporada, g (2-3=4) 1,72 1,71 1,69 1,4 1,19 1 0,7 0,48 0,64

5.-% Agua evaporada(H), 4/6*100=5 34,4 34,2 33,8 33,5 33 32,9 32,5 32 31,0


7.-Peso fibra seca, g (6-4=7) 3,28 3,29 3,31 3,6 3,81 4 4,3 4,52 4,36

8.-Peso balón vacío 123,46 123,46 123,46 123,46 119,29 123,9 123,47 123,47 119,29



11.-Peso fibra SNAC, g (7-10)=11 3,1 3,11 3,14 3,42 3,64 3,84 4,13 4,35 4,21

12.-% fibra SNAC,(11/6)*100=12 62 62,2 62,8 68,4 72,8 76,8 82,6 87 84,2

13.-%Aceite/SNAC,(10/11*100)=13 5,81 5,79 5,41 5,26 4,67 4,17 4,12 3,91 3,56

14.- % Aceite/materia T,(10/6*100)=14 3,60 3,60 3,40 3,60 3,40 3,20 3,40 3,40 3,00





51

Tabla 17. Datos de extracción de aceite por solvente de la prensa 4


PRESION, Psi 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000 1000

DIGESTOR

AMPERAJE,A 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49 0,49

NIVEL DE LLENADO,% 70,0 70,0 70,0 70,0 70,0 70,0 70,0 70,0 70,0

TEMPERATURA,ᵒC 90 95 100 90 95 100 90 95 100



3.-Peso cápsula + fibra seca 87,87 87,9 87,98 88 88,01 88,01 88,03 88,04 88,05


5.-% Agua evaporada(H), 4/6*100=5 39,20 38,8 37 36,6 36,4 36,2 36 35,8 35,6


7.-Peso fibra seca, g (6-4=7) 3,04 3,06 3,15 3,17 3,18 3,19 3,2 3,21 3,22

8.-Peso balón vacío 123,89 120,87 113,74 120,86 120,86 120,86 120,86 120,87 120,87



11.-Peso fibra SNAC, g (7-10)=11 2,83 2,87 2,97 3 3 3 3,01 3,02 3,04

12.-% fibra SNAC,(11/6)*100=12 56,6 57,4 59,4 60 60 60 60,2 60,4 60,8

13.-%Aceite/SNAC,(10/11*100)=13 7,42 6,62 6,06 5,67 6,00 6,33 6,31 6,29 5,92

14.- % Aceite/materia T,(10/6*100)=14 4,2 3,8 3,6 3,4 3,6 3,8 3,8 3,8 3,6

15. Masa de nueces enteras 142,4 170,78 165,88 154,88 171 150,17 148,63 160,12 133,36




52



PRESION, Psi 1400 1400 1400 1400 1400 1400 1400 1400 1400

DIGESTOR

AMPERAJE,A 0,595 0,595 0,595 0,595 0,595 0,595 0,595 0,595 0,595

NIVEL DE LLENADO,% 85,0 85,0 85,0 85,0 85,0 85,0 85,0 85,0 85,0

TEMPERATURA,ᵒC 90 95 100 90 95 100 90 95 100


2.-Peso càpsula +fibra fresca 89,83 89,83 89,83 89,83 89,82 89,82 89,82 89,82 89,82

3.-Peso càpsula + fibra seca 88,05 88,06 88,07 88,06 88,06 88,06 88,07 88,08 88,07


5.-% Agua evaporada(H), 4/6*100=5 35,6 35,4 35,2 35,4 35,2 35,2 35 34,8 35


7.-Peso fibra seca, g (6-4=7) 3,22 3,23 3,24 3,23 3,24 3,24 3,25 3,26 3,25

8.-Peso balón vacío 120,86 120,86 120,86 120,87 120,86 120,86 123,89 120,86 120,86



11.-Peso fibra SNAC, g (7-10)=11 3,04 3,05 3,06 3,05 3,07 3,07 3,08 3,09 3,08

12.-% fibra SNAC,(11/6)*100=12 60,8 61 61,2 61 61,4 61,4 61,6 61,8 61,6

13.-%Aceite/SNAC,(10/11*100)=13 5,92 5,90 5,88 5,90 5,54 5,54 5,52 5,50 5,52

14.- % Aceite/materia T,(10/6*100)=14 3,6 3,6 3,6 3,6 3,4 3,4 3,4 3,4 3,4





53



PRESION, Psi 1700 1700 1700 1700 1700 1700 1700 1700 1700

DIGESTOR

AMPERAJE,A 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7

NIVEL DE LLENADO,% 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0

TEMPERATURA,ᵒC 90 95 100 90 95 100 90 95 100



3.-Peso càpsula + fibra seca 88,08 88,1 88,08 88,11 87,97 88,15 88,15 88,2 88,3


5.-% Agua evaporada(H), 4/6*100=5 35 35 34,8 34,6 34,2 33,6 33,4 32,6 30,6


7.-Peso fibra seca, g (6-4=7) 3,25 3,25 3,26 3,27 3,29 3,32 3,33 3,37 3,47

8.-Peso balón vacío 120,86 120,86 120,86 120,86 120,86 120,86 123,46 119,29 119,29



11.-Peso fibra SNAC, g (7-10)=11 3,08 3,08 3,09 3,1 3,12 3,16 3,19 3,23 3,36

12.-% fibra SNAC,(11/6)*100=12 61,6 61,6 61,8 62 62,4 63,2 63,8 64,6 67,2

13.-%Aceite/SNAC,(10/11*100)=13 5,52 5,52 5,50 5,48 5,45 5,06 4,39 4,33 3,27

14.- % Aceite/materia T,(10/6*100)=14 3,4 3,4 3,4 3,4 3,4 3,2 2,8 2,8 2,2





54

Tabla 18. Datos del ciclón

1 2 3 4 5 6 7 8 9

1.-Peso cápsula Vacía, g 86,18 83,55 83,55 83,55 83,55 83,54 83,55 83,54 83,54

2.-Peso cápsula.+ fibra fresca, g 91,18 88,55 88,55 88,55 88,55 88,54 88,55 88,54 88,54

3.-Peso cápsula+ fibra seca, g 89,55 86,84 86,92 86,88 86,97 86,95 86,94 86,84 86,89

4.-Peso agua evaporada(2-3)=4 1,63 1,71 1,63 1,67 1,58 1,59 1,61 1,7 1,65

5.-% Agua evaporada(H),(4/6)*100=5 32,6 34,2 32,6 33,4 31,6 31,8 32,2 34 33


7.-Peso fibra seca(6-4)=7 3,37 3,29 3,37 3,33 3,42 3,41 3,39 3,3 3,35

8.-Peso balón vacío 119,28 123,48 113,76 123,9 120,86 119,29 123,91 102,96 120,86


10.-Aceite extraído,(9-8)=10 0,18 0,19 0,18 0,17 0,17 0,18 0,15 0,12 0,18

11.-Peso fibra SNAC, (7-10)=11 3,19 3,1 3,19 3,16 3,25 3,23 3,24 3,18 3,17

12.-% fibra SNAC,(11/6)*100=12 63,8 62 63,8 63,2 65 64,6 64,8 63,6 63,4

13.-%Aceite/SNAC,(10/11*100)=13 5,643 6,129 5,643 5,380 5,231 5,573 4,630 3,774 5,678

14.- % Aceite/materia T,(10/6*100)=14 3,6 3,8 3,6 3,4 3,4 3,6 3 2,4 3,6


16.Masa de nueces rotas 4,24 1,99 4,65 3,99 3,2 3,97 0,98 2,77

17.Nueces Sueltas 12,28 14,37 9,19 18,86 18,18 20,56 14,7 13,65 8,72

18.Peso de la nuez mas grande 1,71 1,23 1,01 1,99 1,2 2,28 2 0,84 0,75

19. Peso de las nueces torales 15,87 20,09 10,93 22,35 18,18 27,81 20,71 14,83 11,46

55


10 11 12 13 14 15 16 17 18

1.-Peso cápsula vacía, g 83,54 83,56 83,56 83,55 83,55 83,55 83,56 83,55 83,55

2.-Peso cápsula +fibra fresca, g 88,54 88,56 88,56 88,55 88,55 88,55 88,56 88,55 88,55

3.-Peso cápsula + fibra seca, g 86,88 86,9 86,86 86,91 86,89 86,91 86,9 86,9 86,9


5.-% Agua evaporada(H),(4/6)*100=5 33,2 33,2 34 32,8 33,2 32,8 33,2 33 33


7.-Peso fibra seca(6-4)=7 3,34 3,34 3,3 3,36 3,34 3,36 3,34 3,35 3,35

8.-Peso balón vacío 123,89 120,86 123,92 123,89 120,86 113,74 120,86 113,74 123,89

9.-Peso balón +aceite 124,08 121,04 124,15 124,07 121,04 113,91 121,04 113,92 124,07

10.-Aceite extraído, (9-8)=10, g 0,19 0,18 0,23 0,18 0,18 0,17 0,18 0,18 0,18

11.-Peso fibra SNAC, (7-10)=11, g 3,15 3,16 3,07 3,18 3,16 3,19 3,16 3,17 3,17

12.-% fibra SNAC,(11/6)*100=12 63 63,2 61,4 63,6 63,2 63,8 63,2 63,4 63,4

13.-%Aceite/SNAC,(10/11*100)=13 6,032 5,696 7,492 5,660 5,696 5,329 5,696 5,678 5,678

14.- % Aceite/materia T,(10/6*100)=14 3,8 3,6 4,6 3,6 3,6 3,4 3,6 3,6 3,6

15. Masa de nueces enteras, g 1,59 1,23 0,84 1,01 8,37 2,99 5,8 2,71 3,48

16.Masa de nueces rotas, g 1,68 1,36 0 10,11 12,2 1,99 3,7 1,73 0

17.Nueces Sueltas, g 14,83 10,08 6,36 0,59 2,25 14,44 14,44 13,02 18,01

18.Peso de la nuez más grande, g 1,05 1,23 0,84 1,01 2,3 1,16 1,16 0,98 1,18

19. Peso de las nueces torales, g 16,66 11,44 6,72 11,71 17,54 16,37 16,37 15,11 19,19

56


19 20 21 22 23 24 25 26 27

1.-Peso cápsula vacía, g 83,55 83,55 83,55 83,56 83,55 83,55 83,55 83,54 83,54

2.-Peso cápsula +fibra fresca, g 88,55 88,55 88,55 88,56 88,55 88,55 88,55 88,54 88,54

3.-Peso cápsula + fibra seca, g 86,92 86,88 86,97 86,9 86,9 86,9 86,94 86,84 86,89


5.-% Agua evaporada(H),(4/6)*100=5 32,6 33,4 31,6 33,2 33 33 32,2 34 33


7.-Peso fibra seca(6-4)=7 3,37 3,33 3,42 3,34 3,35 3,35 3,39 3,3 3,35

8.-Peso balón vacío 113,76 123,9 120,86 120,86 113,74 123,89 123,91 102,96 120,86


10.-Aceite extraído,(9-8)=10 0,18 0,17 0,17 0,18 0,18 0,18 0,15 0,12 0,18

11.-Peso fibra SNAC, (7-10)=11 3,19 3,16 3,25 3,16 3,17 3,17 3,24 3,18 3,17

12.-% fibra SNAC,(11/6)*100=12 63,8 63,2 65 63,2 63,4 63,4 64,8 63,6 63,4

13.-%Aceite/SNAC,(10/11*100)=13 5,643 5,380 5,231 5,696 5,678 5,678 4,630 3,774 5,678

14.- % Aceite/materia T,(10/6*100)=14 3,6 3,4 3,4 3,6 3,6 3,6 3 2,4 3,6


16.Masa de nueces rotas 1,99 4,65 3,99 3,7 1,73 0 3,97 0,98 2,77

17.Nueces Sueltas 9,19 18,86 18,18 14,44 13,02 18,01 14,7 13,65 8,72

18.Peso de la nuez más grande 1,01 1,99 1,2 1,16 0,98 1,18 2 0,84 0,75

19. Peso de las nueces torales 10,93 22,35 18,18 16,37 15,11 19,19 20,71 14,83 11,46

57

6. CÀLCULOS

6.1. Calculo de la humedad en la torta.

%𝑯 =𝑷𝒎𝒊−𝑷𝒎𝒔

𝑷𝒎𝒊∗ 𝟏𝟎𝟎 (1)

Siendo:

Pff=Peso de la fibra fresca.

Pfs=Peso de la fibra seca.

%H=Porcentaje de agua evaporada de la muestra (humedad en porcentaje).

%𝑯 =𝟓−𝟑,𝟎𝟓

𝟓∗ 𝟏𝟎𝟎

%𝑯 = 𝟑𝟗

6.2. Nueces rotas en las fibras.

%𝑵𝒓𝒐𝒕𝒂 =𝑷𝑵𝑹

𝑷𝑻∗ 𝟏𝟎𝟎 (2)

Siendo:

PNR=Peso de nueces rotas.

PT=Peso total de la muestra.

%Nrota=Porcentaje de nuez rota.

%𝑵𝒓𝒐𝒕𝒂 =𝟑𝟑, 𝟐𝟗

𝟓𝟎𝟎∗ 𝟏𝟎𝟎

%𝑵𝒓𝒐𝒕𝒂 = 𝟔, 𝟔𝟓𝟖

58

6.3. Porcentaje de aceite en las fibras.

𝑨𝒆 = 𝑷𝒃𝒂 − 𝑷𝒃𝒗 (3)

Siendo:

Ae: Peso del aceite extraído

Pba: Peso del balón con aceite

Pbv: Peso de balón vacío

𝐴𝑒 = 113,94 − 113,74 [g]

𝐴𝑒 = 0,21 [g]

𝑃𝑠𝑠𝑛𝑎 = 𝑃𝑓𝑠 − 𝐴𝑒 (4)

Siendo:

Pssna: Peso del sólido seco no aceitoso.

Pfs: Peso de la fibra seca.

Ae: Aceite extraído.

𝑃𝑠𝑠𝑛𝑎 = 3,05 − 0,21

𝑃𝑠𝑠𝑛𝑎 = 2,84 [g]

% 𝐴𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 𝑒𝑛 𝑙𝑎𝑠 𝑓𝑖𝑏𝑟𝑎𝑠 =𝐴𝑒

𝑃𝑠𝑠𝑛𝑎∗ 100 (5)

Siendo:

%Aceite en las fibras: Porcentaje de Aceite en sólido seco no aceitoso.

% 𝐴𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 𝑒𝑛 𝑙𝑎𝑠 𝑓𝑖𝑏𝑟𝑎𝑠 =0,21

2,84∗ 100

% 𝐴𝑐𝑒𝑖𝑡𝑒 𝑒𝑛 𝑙𝑎𝑠 𝑓𝑖𝑏𝑟𝑎𝑠 = 7,39

59

7. RESULTADOS

7.1. Resultados para el porcentaje de humedad, Aceite en las fibras y nueces rotas de las

prensas.

Tabla 19. Resultados de porcentaje de humedad, Aceite en las fibras y nueces rotas de la

prensa 2

Muestra,

Nº

Temperatura,

º C

Nivel de

llenado,

%

Amperaje,

A

Humedad,

%

Aceite en las

fibras,

%

Nueces

rotas,

%

1 80 50 50 39 7,39 6,658

2 85 50 50 38 7,14 8,49

3 90 50 50 37 6,78 9,94

4 80 75 50 38,4 6,94 7,274

5 85 75 50 37,4 6,83 9,974

6 90 75 50 36,6 6,38 8,226

7 80 100 50 38 7,27 9,368

8 85 100 50 37,8 6,87 10,48

9 90 100 50 37,6 6,85 11,78

10 80 50 58 38,8 6,62 13,944

11 85 50 58 37,4 6,46 13,218

12 90 50 58 36,8 6,40 9,604

13 80 75 58 37,2 6,44 12,756

14 85 75 58 37 7,14 15,456

15 90 75 58 36,8 6,40 7,842

16 80 100 58 38,8 6,62 12,262

17 85 100 58 37 6,42 8,948

18 90 100 58 36,4 6,00 9,958

19 80 50 65 36,8 6,40 12,146

20 85 50 65 36,6 6,38 10,054

21 90 50 65 36,4 6,35 13,77

22 80 75 65 36 5,96 8,908

23 85 75 65 35,6 5,92 8,44

24 90 75 65 35,2 5,88 13,122

25 80 100 65 34 5,43 10,606

26 85 100 65 33,6 5,40 11,162

27 90 100 65 33 5,25 13,13

60

Tabla 20. Resultados del porcentaje de humedad, Aceite en las fibras y nueces rotas de la

prensa 3

Muestra,

Nº

Temperatura,

º C

Nivel de

llenado,

%

Amperaje,

A

Humedad,

%

Aceite en

las fibras,

%

Nueces

rotas,

%

1 90 70 55 37,4 6,46 9,438

2 95 70 55 37 6,42 10,698

3 100 70 55 36,8 6,4 14,692

4 90 85 55 36,6 6,38 9,254

5 95 85 55 36,4 6 11,92

6 100 85 55 36,2 5,98 16,758

7 90 100 55 36 5,96 8,126

8 95 100 55 35,8 5,59 9,122

9 100 100 55 35,6 5,92 10,982

10 90 70 62,5 36,2 5,98 6,824

11 95 70 62,5 36 5,96 12,038

12 100 70 62,5 36 5,88 10,778

13 90 85 62,5 35,8 5,94 8,264

14 95 85 62,5 35,6 5,92 9,886

15 100 85 62,5 35,4 5,9 10,17

16 90 100 62,5 35,2 5,88 13,94

17 95 100 62,5 35,2 5,88 12,636

18 100 100 62,5 34,8 5,84 12,378

19 90 70 70 34,4 5,81 11,63

20 95 70 70 34,2 5,79 12,514

21 100 70 70 33,8 5,41 16,712

22 90 85 70 33,5 5,26 15,338

23 95 85 70 33 4,67 12,706

24 100 85 70 32,9 4,17 11,016

25 90 100 70 32,5 4,12 10,632

26 95 100 70 32 3,91 11,574

27 100 100 70 31 3,56 12,932

61

Tabla 21. Resultados del porcentaje de humedad, Aceite en las fibras y nueces rotas de la

prensa 4

7.2. Análisis de las variables para encontrar las condiciones adecuadas de operación en el

proceso de prensado.

7.2.1. Efectos principales de variables sobre la variable respuesta. A continuación se presentan

los principales efectos, de cada uno de los factores en la variable de interés (respuesta). Cada

grafica expresa el comportamiento de la variable de repuesta en función del incremento o la

disminución del factor. Para analizar los efectos que causan los factores sobre las variables de

Muestra,

Nº

Temperatura,

ᵒC

Nivel de

llenado,

%

Amperaje,

A

Humedad,

%

Aceite en

las fibras,

%

Nueces

Rotas,

%

1 90 70 55 39,2 7,42 6,614

2 95 70 55 38,8 6,62 11,024

3 100 70 55 37 6,06 10,234

4 90 85 55 36,6 5,67 15,04

5 95 85 55 36,4 6 12,986

6 100 85 55 36,2 6,33 14,852

7 90 100 55 36 6,31 9,272

8 95 100 55 35,8 6,29 14,622

9 100 100 55 35,6 5,92 11,164

10 90 70 62,5 35,6 5,92 14,502

11 95 70 62,5 35,4 5,9 10,684

12 100 70 62,5 35,2 5,88 11,54

13 90 85 62,5 35,4 5,9 12,956

14 95 85 62,5 35,2 5,54 12,024

15 100 85 62,5 35,2 5,54 14,194

16 90 100 62,5 35 5,52 15,04

17 95 100 62,5 34,8 5,5 10,19

18 100 100 62,5 35 5,52 15,04

19 90 70 70 35 5,52 13,782

20 95 70 70 35 5,52 14,926

21 100 70 70 34,8 5,5 9,266

22 90 85 70 34,6 5,48 11,418

23 95 85 70 34,2 5,45 11,578

24 100 85 70 33,6 5,06 11,858

25 90 100 70 33,4 4,39 9,272

26 95 100 70 32,6 4,33 16,246

27 100 100 70 30,6 3,27 16,246

62

respuesta como son: % Humedad, %Aceite en las fibras y % nueces rotas se utilizó el software

Statgraphics Centurión XVI, con la que se obtuvieron graficas que muestran el efecto de los

factores.

7.2.1.1. Efectos principales de los factores en el % de Aceite en las fibras para la prensa 2.

Gráfico 1. Efectos principales de los factores en el % Aceite en las fibras para la prensa 2.

7.2.1.2. Efectos principales de los factores en el % Humedad para las prensa 2.

Gráfico 2. Efectos principales de los factores en el % Humedad en la prensa 2.

63

7.2.1.3. Efectos principales de los factores en el % Nueces rotas para la prensa 2.

Gráfico 3. Efectos principales del % Nueces rotas para la prensa 2.

7.2.1.4. Efectos principales de los factores en el % aceite en las fibras para la prensa 3.

Gráfico 4. Efectos principales de los factores en el % aceite en las fibras en la prensa 3.

64

7.2.1.5. Efectos principales de los factores en el % Humedad en la prensa 3.

Gráfico 5. Efectos principales de los factores en el % Humedad en la prensa 3.


Gráfico 6. Efectos principales de los factores en el % Nueces rotas para la prensa 3.

65

7.2.1.7. Efectos principales de los factores en el % Aceite en las fibras para la prensa 4.

Gráfico 7. Efectos principales de los factores en el % Aceite en las fibras en la prensa 4.

7.2.1.8. Efectos principales de los factores en el % Humedad para la prensa 4.

Gráfico 8. Efectos principales de los factores en el %Humedad para la prensa 4.

66


Gráfico 9. Efectos principales de los factores en el % Nueces rotas para la prensa 4.

7.2.2. Superficie de respuesta para las prensas 2, 3 y 4.

7.2.2.1. Porcentaje de aceite en la fibra para la prensa 2 con un amperaje de 65 A.

Gráfico 10. Porcentaje de aceite en las fibras para la prensa 2 con un amperaje de 65 A.

67

De acuerdo a la superficie de repuesta obtenida, la ecuación para la prensa 2 está definida

por los siguientes términos:

% Aceite en las fibras = -17,64 + 0,486*TD + 0,118*% NL + 0,104*AP - 0,004*TD^2 -

0,00044*TD*% NL+ 0,0021*TD*AP - 0,000028*% NL^2 - 0,0014*% NL*AP - 0,0021*AP^2

(6)

𝑹𝟐 = 𝟖𝟖, 𝟎𝟔

Donde:

TD: Temperatura del digestor.

NL: Porcentaje del nivel de llenado del digestor.

AP: Amperaje de la prensa 2.

Valor observado en la minimización:

Tabla 22. Valor observado para la minimización del %Aceite en las fibras en la prensa 2.

Factor

Bajo

Alto

Mejores condiciones de trabajo

Temperatura, ᵒ C

80

90

90

Nivel de llenado,%

50

100

100

Intensidad de corriente

(Amperaje), A

50

65

65

Mediante el programa Statgrafics se obtuvo el porcentaje mínimo de aceite en las fibras con las

condiciones descritas en la Tabla 22 que nos da un valor de 5,25%.

68

7.2.2.2. Porcentaje de humedad para la prensa 2 con un amperaje de 65 A.

Gráfico 11. Porcentaje de humedad para la prensa 2 con un amperaje de 65 A.



% Humedad = 7,78272 - 0,512222*TD + 0,239556*% NL+ 1,88469*AP + 0,00177778*TD^2 -

0,0004*TD*% NL + 0,00177778*TD*AP + 0,000124444*% NL^2 - 0,00435556*% NL*AP -

0,0163951*AP^2 (7)

𝑹𝟐 = 𝟖𝟖, 𝟒𝟓

Donde:




Valor observado para la minimización:

69

Tabla 23. Valor observado para la minimización del %Humedad para la prensa 2.

Factor

Bajo

Alto


Temperatura, ᵒ C

80

90

90

Nivel de llenado,%

50

100

100


(Amperaje), A

50

65

65

Mediante el programa Statgraphics se obtuvo el porcentaje mínimo de humedad en las fibras

con las condiciones descritas en la Tabla 23 que nos da un valor de 33%.

7.2.2.3. Porcentaje de nueces rotas para la prensa 2 con un amperaje de 65 A.

Gráfico 12. Porcentaje de nueces rotas para la prensa 2 con un amperaje de 65 A.



% Nueces rotas = -79,92 + 0,150*TD - 0,076*% NL + 2,84*AP - 0,003*TD^2 + 0,0013*TD*%

NL + 0,004*TD*AP + 0,0010*% NL^2 - 0,0033*% NL*AP - 0,024*AP^2 (8)

𝑹𝟐 = 𝟐𝟗, 𝟕𝟓

70

Donde:





Tabla 24. Valor observado para la minimización del % Nueces rotas para la prensa 2.

Factor

Bajo

Alto

Mejores condiciones de trabajo.

Temperatura, ᵒ C

80

90

90

Nivel de llenado,%

50

100

100

Amperaje, A

50

65

65

Mediante el programa Statgraphics se obtuvo el porcentaje mínimo de humedad en las fibras

con las condiciones descritas en la Tabla 24 que nos da un valor de 13,13 %

7.2.2.4. Porcentaje de aceite en las fibras para la prensa 3 con un amperaje de 70 A.

Gráfico 13.Porcentaje de aceite en las fibras para la prensa 3 con un amperaje de 70 A.

71



%Aceite en las fibras = -39,85 - 0,023*TD + 0,133*%NL + 1,48*AP+ 0,0013*TD^2 -

0,00009*TD*%NL - 0,0034*TD*AP + 0,000081*%NL^2 - 0,0026*%NL *AP - 0,0084*AP^2

(9)

𝑹𝟐 = 𝟖𝟗, 𝟓𝟑

Donde:





Tabla 25. Valor observado para la minimización del % Aceite en las fibras en la prensa 3.

Factor

Bajo

Alto


Temperatura, ᵒ C

90

100

100

Nivel de llenado,%

70

100

100


(amperaje), A

55

70

70

Mediante el programa Statgraphics se obtuvo el porcentaje mínimo aceite en las fibras, con las

condiciones descritas en la Tabla 25 que nos da un valor de 3,56%

72


Gráfico 14. Porcentaje de humedad para la prensa 3 con un amperaje de 70A.



% Humedad = -41,349 + 0,322*TD + 0,215*%NL + 2,103*AP - 0,00066*TD^2 -

0,001*TD*%NL - 0,0028*TD*AP - 0,00022*%NL ^2 - 0,0022*%NL*AP - 0,015*AP^2

(10)

𝑹𝟐 = 𝟗𝟖, 𝟒𝟏

Donde:





Mediante el programa Statgraphics se obtuvo el porcentaje mínimo humedad en las fibras, con

las condiciones descritas en la Tabla 26 que nos da un valor de 3,56%

73

Tabla 26. Valor observado para la minimización del % Humedad para la prensa 3.

Factor

Bajo

Alto


Temperatura, ᵒ C

90

100

100

Nivel de llenado,%

70

100

100


(Amperaje), A

55

70

70





%Nueces rotas = -107,711 + 1,620*TD + 1,083*%NL - 0,322*AP + 0,0081*TD^2 -

0,01188*TD*%NL - 0,0278*TD*AP - 0,00073*%NL^2 + 0,00065*%NL *AP + 0,0219*AP^2

(11)

𝑹𝟐 = 𝟒𝟔, 𝟐𝟓

Donde:


74




Tabla 27. Valor observado para la minimización del % Nueces rotas para la prensa 3.

Factor

Bajo

Alto


Temperatura, ᵒ C

90

100

100

Nivel de llenado,%

70

100

100


(Amperaje), A

55

70

70


las condiciones descritas en la Tabla 27 que nos da un valor de 12,93%

7.2.2.7. Porcentaje de aceite en las fibras para la prensa 4 con un amperaje de 70A.

Gráfico 16. Porcentaje de aceite en las fibras para la prensa 4 con un amperaje de 70 A.

75



%Aceite en las fibras = -29,68+ 0,500*TD + 0,143*%NL + 0,357*AP - 0,002* TD ^2 - 0,0001*

TD *%NL - 0,0010* TD a* AP - 0,00013*%NL ^2 - 0,0022*%NL * AP - 0,0012* AP ^2

(12)

𝑹𝟐 = 𝟕𝟗, 𝟖𝟖𝟑𝟏

Donde:





Tabla 28. Valor observado para la minimización del % Aceite en las fibras en la prensa 4.

Factor

Bajo

Alto


Temperatura, ᵒ C

90

100

100

Nivel de llenado,%

70

100

100


(Amperaje), A

55

70

70

Mediante el programa Statgraphics se obtuvo el porcentaje mínimo de aceite en las fibras, con

las condiciones descritas en la Tabla 28 que nos da un valor de 3,27%.

76


Gráfico 17. Porcentaje de humedad para la prensa 4 con un amperaje de 70 A.



% Humedad = 1,262 + 1,10556*TD + 0,006*%NL - 0,179*AP - 0,0053* TD ^2 - 0,000444*

TD *%NL - 0,0022* TD *AP + 0,0*%NL ^2 - 0,0004*%NL * AP + 0,0017* AP ^2

(13)

𝑹𝟐 = 𝟖𝟓, 𝟔𝟏

Donde:







77

Tabla 29. Valor observado para la minimización del % Humedad para la prensa 4.

Factor

Bajo

Alto


Temperatura, ᵒ C

90

100

100

Nivel de llenado,%

70

100

100


(Amperaje), A

55

70

70





%Nueces rotas = -130,09+ 1,85*TD - 0,538*%NL + 2,26*AP - 0,0139* TD ^2 + 0,014* TD

*%NL - 0,0053* TD *AP - 0,0034*%NL ^2 - 0,0025*%NL *AP - 0,011*AP^2.

(14)

𝑹𝟐 = 𝟐𝟓, 𝟑𝟎

Donde:

78





Tabla 30. Valor observado para la minimización del % Nueces rotas para la prensa 4

.

Factor

Bajo

Alto


Temperatura, ᵒ C

90

100

100

Nivel de llenado,%

70

100

100


(Amperaje), A

55

70

65



7.3. Relación que existe entre el porcentaje de aceite en las fibras y humedad para las

tres prensas.

Gráfico 19. % Aceite en las fibras en función del % humedad para las prensas.

P2 = 0,271x - 3,4639R² = 0,923

P3 = 0,419x - 9,0763R² = 0,990

P4 = 0,4334x - 9,6403R² = 0,9903

4,00

4,50

5,00

5,50

6,00

6,50

7,00

7,50

32 33 34 35 36 37 38

Ace

ite

en la

s fi

bra

s, %

Humedad, %

% Aceite en las fibras=f(%Humedad)

PRENSA 2

PRENSA 3

PRENSA 4

Lineal (PRENSA 2)

Lineal (PRENSA 3)

Lineal (PRENSA 4)

79

7.4. Relación que existe entre el % nueces rotas y el Amperaje para las prensas.

Grafico 20. % Nueces rotas en función del amperaje para las tres prensas.

7.5. Relación que existe entre el % Aceite en las fibras y el Amperaje.

Gráfico 21: %Aceite en las fibras en función del Amperaje para la tres prensa.

% Aceite en la fibras P2= 0,2107*Amperaje - 1,1703R² = 0,9297

% Aceite en las fibras P3= 0,103* Amperaje + 5,4325R² = 0,9192

8

9

10

11

12

13

14

45 50 55 60 65 70

Nu

eces

Ro

tas,

%

Amperaje, A

% Nueces Rotas= f(Amperaje)

PRENSA 2

PRENSA 3

PRENSA 4

Lineal (PRENSA 2)

Lineal (PRENSA 3)

Lineal (PRENSA 4)

% Aceite en las fibras P2 = -0,072*Amperaje + 10,567R² = 0,9686

% Aceite en las fibras P3= -0,0904*Amperaje + 11,257R² = 0,8349

% Aceite en las fibras P4 = -0,0892*Amperaje+ 11,236R² = 0,9901

4,00

4,50

5,00

5,50

6,00

6,50

7,00

7,50

45 50 55 60 65 70

Ace

ite

en la

s fi

bra

s, %

Amperaje, A

% Aceite en las fibras=f(Amperaje)

PRENSA 2

PRENSA 3

PRENSA 4

Lineal (PRENSA 2)

Lineal (PRENSA 3)

Lineal (PRENSA 4)

80

7.6. Relación que existe entre el % humedad y el Amperaje.

Gráfico 22. %Humedad en función del Amperaje para las tres prensas.

7.7. Valores para trabajar en las mejores condiciones en el proceso de prensado.

Tabla 31.Valores para trabajar en las mejores condiciones en el proceso de prensado.

PRENSA 2 PRENSA 3 PRENSA 4




Humedad, % 33

31

30,6

Nueces Rotas,% 13,13

12,93

16,25

Aceite en las fibras, % 5,25

3,56

3,27

% Humedad P2= -0,2326*Amperaje + 49,851R² = 0,8035

% Humedad P3 = -0,2231* Amperaje + 48,99R² = 0,9015

% Humedad P4= -0,2059*Amperaje + 48,171R² = 1

32

33

34

35

36

37

38

39

45 50 55 60 65 70 75

Hu

med

ad, %

Amperaje, A

% Humedad= f(Amperaje)

PRENSA 2

PRENSA 3

PRENSA 4

Lineal (PRENSA 2)

Lineal (PRENSA 3)

Lineal (PRENSA 4)

81

8. DISCUSIÓN

El proceso se basó en la digestión y el prensado de la extracción de aceite rojo de palma

africana, se tomaron factores como la temperatura, nivel de llenado y amperaje. Sin una

cocción adecuada al ingresar a los digestores no tendrá un buen ablandamiento, en cuanto a la

temperatura, para lograr un buen ablandamiento se utilizó vapor y las paletas en la etapa de

digestión. Para el nivel de llenado se requiere un digestor lleno, para que la fruta tenga una

maceración adecuada. El amperaje es un factor importante dé él depende la fuerza de prensado

lo que influye inversamente en el porcentaje de aceite retenido en las fibras, humedad y nueces

rotas. Se eligió como variables de respuesta el porcentaje (%) aceite en las fibras que nos indica

la cantidad de aceite que está perdiendo el proceso de prensado. En este trabajo se utilizó el

amperaje, en la planta es una medida operacional de la fuerza de las prensas en el proceso.

8.1. Prensa 2

Debido a que el proceso de prensado tiene una alimentación única, la fruta esterilizada que

ingresa en los digestores, llena primero los digestores 4 y 3 y al final al digestor 2. Debido

a esto la prensa 2 trabaja a un 50% de llenado. Por esta razón al iniciar el proceso los

digestores 4 y 3 al estar completamente llenos entran en funcionamiento las

correspondientes prensas. Esto causa que en la prensa 2 tenga un mayor porcentaje de

pérdidas en relación a las prensas 3 y 4 de aceite, lo que es perjudicial en la extracción de

aceite rojo de palma.

En las combinaciones resultantes del diseño experimental, para las mismas humedades se

obtienen diferentes porcentajes de aceite sobre sólido seco no aceitoso. Esta variable

depende del tiempo de reposo de la muestra y la homogenización de la misma, y de la forma

de hacer el ensayo; ya que, se debe separar minuciosamente la fibra de las cascarillas

porque al realizar el ensayo en presencia de cascarilla puede ocasionar errores en el

porcentaje de aceite humedad lo que afecta las combinaciones.

Para la experimentación se dificulto llenar la prensa 2 debido a que la alimentación se da de

forma paralela, por esta razón se trabajó a un valor menor de nivel de llenado comprendido

entre (50-100) %, a diferencia de la prensa 3 y 4 que se trabajó con un valor mayor que

va desde (75-100) %.

82

El coeficiente de correlación para el porcentaje de nueces rotas es de 29,75 %, ya que se

trabajó con un valor más bajo de nivel de llenado y al ejercer un determinado amperaje, con

un digestor a la mitad de su capacidad, se obtiene una torta con mayor humedad, y un

menor porcentaje de nueces rotas, al trabajar con un nivel de llenado bajo el fruto pasa con

mayor rapidez a la prensa debido a que no existe suficiente fruta para hacer un buen

prensado.

A pesar de trabajar con el digestor al 100 por ciento de carga, amperaje 70 A, y

temperatura 100 ° C se obtuvo menores perdidas de aceite en las fibras, al trabajar con un

amperaje alto el porcentaje de nueces rotas aumenta; sin embargo, aunque esto no afecta a

la extracción de aceite rojo de palma, es perjudicial para la empresa, porque las nueces son

materia prima para extracción de aceite amarillo, y al romperse podría ocasionar perdidas de

aceite en las nueces, inconveniente que debe ser analizado posteriormente.

83

9. CONCLUSIONES

El aumento en la fuerza de prensado produce dos efectos: aumenta la composición de

sólidos secos no aceitosos; es decir, la cantidad de fibra en la torta y, aumenta la rotura de la

nuez. El primer efecto hace disminuir la perdida de aceite en la fibra, al haber menor

proporción de aceite en la masa a prensar. El segundo efecto tiende a aumentar la cantidad

de almendra, lo cual causa mayor pérdida de ésta en el desfibrado. Lo anterior hace que sea

necesario mantener las prensas en una operación óptima.

En la prensa 2, se observa que al tener un nivel del llenado de 50%, un amperaje de 50 A y

al trabajar a una temperatura de 80 ºC, se obtiene una torta con mayor humedad, mayor %

de aceite en las fibras y pequeños porcentajes de nueces rotas. Trabajar en estas condiciones

no es adecuado en la extracción de aceite rojo de palma, porque se obtiene mayor perdidas

como se observa en la tabla 19 de resultados.

Se comprobó que trabajar con los niveles bajos, de temperatura, de llenado, en los

digestores y amperaje en las tres prensas no es recomendable, ya que se tiene mayor

cantidad perdidas en las variables más importantes como el porcentaje de aceite, y el

porcentaje de humedad como se observar en las tablas 19, 20 y 21 para las prensa 2, 3, y 4

respectivamente.

Se determinó la relación directa que existe entre el contenido de humedad de la torta con las

pérdidas de aceite de las fibras en el proceso de prensado. Observables en la gráfica 19, para

las prensas 2, 3, 4, al tener una torta más humedad el porcentaje de aceite en las fibras

aumenta.

Se estableció la relación que existe entre las nueces rotas y el amperaje, verificable en la

gráfica 20 para las prensas 2, 3 y 4, a medida que aumenta el amperaje se tiene un mayor

porcentaje de nueces rotas.

El gráfico 21 relaciona el porcentaje de aceite en las fibras y el amperaje, a medida que el

amperaje aumenta se obtienen fibras con menor contenido de aceite, por esta razón es el

factor de mayor influencia en el proceso de prensado.

Se comprobó que el amperaje de las prensas es el factor de mayor influencia en el proceso

de prensado (véase en los gráficos 1,2,3 para la prensa 2 y en los gráficos del 4 al 9) para

84

la prensa 3 y 4, debido a que mantiene una directa relación con la fuerza de prensado,

mejorando la extracción de aceite.

Se determinaron las condiciones más favorables de operación para el proceso de prensado.

Según se desprende de la tabla 31, en las tres prensas se debe trabajar con el valor más alto

de temperatura, nivel de llenado y amperaje, que permiten obtener menores perdidas de

aceite en las fibras.

En la prensa 2 se utiliza un rango menor de amperaje debido a que la prensa no trabaja al

100% de su capacidad, y sus tornillos de prensado no se desgastan en la misma proporción

que en la prensa 4, y la prensa 3.

En la prensa 2 los factores de mayor incidencia sobre las variables de respuesta es el nivel

de llenado y amperaje. Esto se debe a que en la prensa 2 es la última en llenarse y se trabajó

en un rango inferior (de temperatura, amperaje, y nivel de llenado), como se puede

observar en los gráficos 1, 2,3.

En los resultados para la prensa 2 (tabla 19 de resultados), los porcentajes de humedad

varían desde el 39% como valor máximo hasta el 33 % como valor mínimo. Y para las

prensas 3 y 4 se obtuvo una torta con menor humedad, como se puede observar en las tablas

de resultado 20 y 21 respectivamente. Debido a que se trabajó en con un rango mayor de

amperaje (55-70) A. A diferencia de la prensa 2 que se trabajó en un rango (50-65) A. Se

trabajó con rangos diferentes debido a que en las prensa 3 y 4 los tornillos se desgastan más

que en la prensa 2 ya que las prensas 3 y 4 porque trabajan todo el tiempo, y la prensa 2 al

ser la última en llenarse depende de la cantidad de materia prima que tiene la planta.

El coeficiente de correlación para el porcentaje de nueces rotas al igual que en la prensa 2 es

bajo , teniendo un valor de 46,25 y 25,30 para las prensas 3 y 4 respectivamente, esto se

debe a que él porcentaje de nueces se ve afectado por el nivel de llenado de los digestores y

el amperaje de las prensas, así al trabajar con un digestor que no está a una capacidad

adecuada se obtiene un porcentaje de nueces rotas, bajo, ya que al trabajar con un nivel de

llenado bajo el fruto pasa con mayor rapidez la prensa debido a que no existe suficiente

fruta para hacer un buen prensado.

A pesar de trabajar en las mismas condiciones de temperatura nivel de llenado y amperaje

en las prensas 3 y 4 se obtuvieron diferentes resultados de porcentaje de aceite en las

fibras, esto se debe a que el ensayo de humedad requiere ser realizado minuciosamente, si

no se tiene una fibra completamente seca y libre de cualquier impureza, influye en los

resultados del porcentaje aceite en la fibra.

85

10. RECOMENDACIONES

Es necesario tener un buen cocinado de la fruta para que en el proceso de desfrutación de

los frutos de palma no se queden impregnados en el penínculo o raquis, y así evitar el

reproceso del fruto mal cocinado, lo cual afecta en el prensado ya que de un fruto crudo no

se puede extraer todo el aceite.

Se debe realizar un estudio del efecto que causa la ruptura de nuez en el proceso de

prensado en la extracción de aceite rojo y en el proceso de palmisteria para la extracción de

aceite amarillo que se lo obtiene de la nuez.

Se recomienda operar con los digestores completamente llenos ya que se tendrían menores

pérdidas de aceite en las fibras.

Mantener los calderos con una alimentación adecuada para que genere vapor suficiente para

a bastecer a toda la planta, y así los digestores trabajen a una temperatura constante, cuando

los calderos no tienen una alimentación buena la temperatura baja y afecta al proceso de

digestión.

En la extractora por disposición de gerencia se trabaja con una temperatura de 80 a 90

grados en los digestores, no se requiere que los digestores expulsen demasiado vapor,

porque ocasionan daños en la estructura metálica de la instalación como el techo que cubre

la planta. Se recomienda construir una estructura tipo chimenea para que se pueda trabajar

con una temperatura en un rango de (90 a 100) ºC y el vapor pueda salir sin ocasionar

daños a la estructura metálica.

86

CITAS BIBIOGRÀFICAS

[1] HERNANDEZ Báez, Alexander. Estudio técnico de las variables del proceso de prensado,

desfribado y sedimentación de una planta de beneficio de Aceite de palma. Trabajo de

grado. Ingeniero Químico. Universidad Industrial de Santander. Facultad de Ingenierías

Físico- Químicas. Escuela de ingeniería Química. Bucaramanga. 2015. p. 6.

[2] ANCUPA. Desarrollo de nuevas tecnologías para el mejoramiento en la extracción de aceite

rojo de palma africana. Santo Domingo de los Tsachilas, Ecuador. Abril. 2015p. 28.

[3] VALLLEJO CHILIQUINGA, Yolanda Pilar. Diseño e implementación de un sistema de

costos en la finca Marujita dedicada al cultivo y comercialización de la palma africana.

Trabajo de grado. Ingeniera en contabilidad y Auditoría. Universidad Central del Ecuador.

Facultad de Ciencias Administrativas. Escuela de Contabilidad y Auditoría. Quito. 2012.

p.5

[4] CONGRESO de Investigación Nacional De Palma Aceitera ANCUPA. (3º, 2015,

Santo Domingo de los Tsáchilas, Ecuador). Fertilisa. pp. 28 – 29.

[5] VASQUEZ CARDENAS, Esteban Eduardo. Diseño de un sistema de costos en la finca La

Joya dedicada al cultivo y comercialización de la palma africana. Trabajo de grado.

Ingeniera en contabilidad y Auditoría. Universidad Central del Ecuador. Facultad de

Ciencias Administrativas. Escuela de Contabilidad y Auditoría. Quito. 2012. p. 14.

[6] JIMENEZ GALLARDO. Roció Sandra. Evaluación de las variedades más promisorias para

la producción de aceite vegetal y su potencial implementación en Colombia. 2013. p. 42.

[7] GRASSO, Florencia Verónica. Diseño del proceso: Pretratamiento enzimático para

extracción de aceites vegetales en un extractor de columna. Tesis doctoral. Ingeniería

Química. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ingeniería Química. Buenos Aires.

Argentina .p.26.

[8] CASTAÑEDA HERNANDEZ. Fabián Guillermo. Evaluación de las variedades más

promisorias para la producción de aceite vegetal y su potencial implementación en

Colombia. Bogotá. 2013. p.47.

87

[9] FASTARDO RADIESTENSE. Helena Paola. Tecnología de procesamiento de oleaginosa

para mejorar la eficiencia en la extracción de aceite, 6(32): Colombia. Enero, 2014. p. 24.

[10] CARDENAS HERNANDEZ. David Esteban. Evaluación económica de la exportación de

la palma africana a países europeos. Trabajo de grado. Ingeniería Química. Universidad

nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Físicas. Buenos Aires. Argentina. pp. 32-35.

[11] SANTILLANA VELASQUEZ. Luis Enrique. Tecnología de procesamiento de oleaginosa

basados en la palma africana. Trabajo de grado. Ciencias Agropecuarias. Universidad

Técnica de Ambato. Ambato. 2014. pp. 67-75.

[12] MATA RODRIGUEZ, Iván Saúl. Diseño de maquina extractora de aceite de semilla de

Tempate. Trabajo de grado. Ingeniero Mecánico. Universidad Centroamericana José

Simeón Cañas. Facultad de Ingeniería y Arquitectura. Antiguo Cuscatlán. El Salvador. p.9.

[13] DURAN TERAN, Carolina Martha. Diseño de una planta piloto para extraer aceite vegetal.

Trabajo de grado. Ingeniero Físico- Químico. Universidad Centroamericana José Simeón

Cañas. Facultad de Ingeniería y Arquitectura. Antiguo Cuscatlán. El Salvador. Pp. 56-59.

[14] MATA RODRIGUEZ, Iván Saúl. Diseño de maquina extractora de aceite de semilla de

Tempate. Trabajo de grado. Ingeniero Mecánico. Universidad Centroamericana José

Simeón Cañas. Facultad de Ingeniería y Arquitectura. Antiguo Cuscatlán. El Salvador. p.

10

88

BIBLIOGRAFIA

FEDEPALMA. Manual de Salud Ocupacional para la agroindustria de la palma de aceite.

2005. p.13.

FEDEPALMA y CENIPALMA. Biodiesel, Clean Energy from the Countryside of Colombia.

Comunicación Visual Cosporativa. 2007. p. 10.

INPOFOS. Palma Aceitera: Manejo de nutrientes y fertilización de la fase madura.2006.

[Consultado 23 de marzo 2015] Disponible: <www.inpofos.org/ppiweb/ltamn.nsf.>

VELAZQUEZ MARTINEZ, José Rodolfo. Palma Africana en Tabasco. Trabajo de

Investigación. Universidad Juárez Autónoma de Tabasco. México.2010.

http://www.inpofos.org/ppiweb/ltamn.nsf

89

ANEXOS

90

ANEXO A. Masa que entra al digestor.

Figura A.1. Muestra que ingresa al digestor.

ANEXO B. Muestra de torta de las prensas.

Figura B.1: Muestra de fibras y nueces de las prensas.

91

ANEXO C. Material utilizado para realizar los ensayos.

Figura C.1. Material para realizar el ensayo de la humedad de las fibras.

ANEXO D. Secado de las fibras en el microondas.

Figura D.1. Equipo utilizado para el secado de las fibras.

92

ANEXO E. Desecador

Figura E.1. Desecador utilizado para mantener las muestras aisladas del medioambiente

para que no adquieran humedad.

ANEXO F. Balanza analítica.

Figura F.1. Balanza utilizada para pesar las muestras y realizar los ensayos

correspondientes

93

ANEXO G. Equipo de soxhlet

Figura G.1. Equipo utilizado para la extracción de aceite en las fibras de palma.

ANEXO H. Fibras de las presas.

Figura H.1. Fibras secas de las prensas.

https://www.google.com/search?q=equipo+de+soxhlet&spell=1&sa=X&ei=4piMVfOpEMLFgwTAzr-4Aw&ved=0CBoQBSgA

94

ANEXO I. Nueces Enteras de las prensas

Figura J1: Nueces enteras de las prensas.

ANEXO J: Nueces rotas de las prensas.

Figura K1: Nueces rotas de las prensas.

universidad central del ecuador facultad de … · diagrama de flujo del proceso de extracción de...

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